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工业管道和阀门产品维修相关知识提问
工业管道和阀门产品维修相关知识提问,主要先容海内外工业管道及阀门的现状与生长;工业管道及阀门维修、装置必备的基本知识;管道安排和常用竹材、管件及附件;先容管通和阀门的修理及装置;管道的试压与防腐保温;管道故障及维护 。附录还先容管路系统图形符号和图例 。本书可供管道、阀门机械装备维修职员和宽大工程手艺职员参考使用 。
泉源:/news.html | 作者:fanggong | 宣布时间: 497天前 | 3055 次浏览 | 分享到:

序言

由中国机被工程学会装备与维修工程分会主编,机械工业出书社 1964 年 12 月出书刊行的 《机修手册》(8 卷 10 本),深受装备工程手艺职员和宽大读者的接待,曾于 1978 年和 1993 年两次再版和 6 次印刷,对我国装备治理和维修事情起到了起劲的作用 。

随着科技生长和知识更新,装备的更新换代,《机修手册》的内容已不可顺应时代生长的要求,应该重新编写和修订 。可是,由于工程浩荡,力有未逮 。为知足宽大装备治理和维修事情者的需要,经机械工业出书杜和中国机械工程学会装备与维修工程分会配合商定,从《机修手册》中选出部分常用的、有代表性的机型,充分新手艺、新内容,以丛书的形式重新编写 。

从 2000 年最先,中国机械工程学会装备与维修工程分会组织四川省装备维修学会和中国第二重型机械集团公司、中国航天工业总公司第一研究院、武器工业集团公司、沈阳市机械工程学会、陕西省装备维修学会和陕西鼓风机厂,上海市装备维修专业委员会和上海重型机械厂、天津塘沽装备维修学会和大沽化工厂、大连海事大学、武汉钢铁公司氧气有限责任公司、广东省机械工程学会和广州工业大学、山西省装备维修学会和太原理工大学等单位举行编写 。
从 2002 年最先.到现在已经出书 19 种 。其中,2002 年出书了《液压与气动装备维修问答》、《空调制冷装备维修问答》、《数控机床故障检测与维修问答》、《工业锅炉维修与刷新问答》4 种;2003 年出书了《电焊机维修问答》、《机床电器装备维修问答》、《电梯使用与维修问答》3 种;2004 年出书了《风机及系统运行与维修问答》、《爆发炉煤气生产装备运行与维修问答》、《起重装备维修问答》、《运送装备维修问答》4 种;2005 年出书了《工厂电气装备维修问答》、《密封使用与维修问答》、《装备润滑维修问答》3 中 。2006 年出书了《工程机械维修问答》、《工业炉维修问答》2 种 。2007—2008 年出书了《泵类装备维修问答》、《段压装备维修问答》、《铸造装备维修问答》3 种 。2009 年已出书与将出书的有《空分装备维修问答》、《压力容器装备治理与维护问答》、《工业管道及阀门维修问答》 。

正在编写的有《矿山机械装备维护问答》、《焦炉机械装备装置与维护问答》 。

我们对起劲加入组织、编写和体贴支持丛书编写事情的同志体现谢谢,也热烈接待从事装备与维修工程的行家里手起劲加入丛书的编写事情,使这套丛书真正成为从事装备维修职员的良师益友 。

编写说明

管道及阀门在国民经济建设和人民生涯中是不可缺氨赡设施 。它涉及的领城较为普遍,例如:热能转达,给排水,种种气体,液体和物料运送 。均要靠管道的运送来完成 。

从 20 世纪 50 年月最先,管道的接口接纳焊接结构取代螺纹联接 。管道的材质从铸铁和碳钢简单品种生长为多品种 。仅从钢的品种而言,就有碳钢、合金钢、耐热钢、耐酸钢、不锈钢等 。有色金姚管材有铝及铝合金、铜及铜合金、铅及铅合金等 。非金属管材有硬质聚氯乙烯管、水泥管、石棒水泥管、耐酸陶瓷管等许多品种 。焊接工艺手艺也随着管材有了新的生长 。因此,甘道及阀门维修、装置也有了新的要求和国家新的标准磨练 。为此,中国机械工程学会装备与维修工程分会和机械工业出书社组织编写了《工业管道及闷门维修问答》 。

《工业管道及阀门维修问答》 是团结我们的实践 。对《机修手册》第 5 卷第 6 篇工业管道的修理举行了修订 。并增添了管道及阀门维修、装置必备的基本知识,以及新磨练标准和先进维修要领,对管道及阀门的使用、维护、磨练都有一定指导作用 。这是管道及阀门的治理、选用、维修、装置职员必备的一本新书 。

本书第 1、3、7 章由王凤喜编写,第 2、4 章由黄进旗编写,第 5 章由朱佺编写,第 6 章由杨晓滨编写,附录由徐游编写,孙先强也加入了部分编写 。全书由蒋世忠,曾翰林审稿 。本书在编写历程中获得中国策二重型机械集团公司总司理石柯,副总司理曾祥东 。装备部长郭国英等的热情资助和支持,在此体现谢谢 。

第 1 章 海内外工业管道及阀门的现状与生长

1-1 管道完整性治理手艺的最新生长怎样?

答:近年来,外洋在管道完整性治理方面开展了大宗的研究和实践 。在 2006 年召开的国际管道聚会上,先容了美国管道完整性治理的最新希望和生长趋势,包括管道完整性治理的希望与实践、直接评价手艺、内检测手艺希望等方面,并对我国开展管道完整性治理事情提出了建议 。

(1)概述

国际管道聚会(International Pipeline Conference)是由美国机械工程师学会(ASME)主理的全球油气管道工业界的盛会 。2006 年 9 月 24~29 日,国际管道聚会在加拿大卡尔加里市举行 。管道完整性治理 PIM(Pipeline Integrity Management),在此聚会上依然是国际管道工业关注的热门,论文多大 95 篇,内容涉及管道完整性治理及手艺的各个方面,体现了管道完整性治理的最新希望 。

凭证此聚会情形,对美国危险液体管道完整性治理检查事情、直接评价手艺和内检测手艺的最新希望和生长偏向举行了剖析,并针对上述方面临我国开展管道完整性治理事情提出建议 。

(2)对危险液体管道完整性治理事情的检查

2002 年 11 月,美国国会通过了专门的 H.R.3609 号法案—《管道清静增进法》,并于 2002 年 12 月 27 日 经总统签署后生效 。此法案要求管道运营商在泛起清静效果严重地区实验管道完整性治理妄想,凭证管道长度对管道举行了分类:长度凌驾 804km(500mile)的为一类管道,长度小于804km(500mile)的为二类管道 。要求运营商在 2004 年 9 月 30 日前,完成一类管道 50% 的基线评价;在 2005 年 8 月 16 日前,完成二类管道 50% 的管道基线评价 。

为检查管道运营商对法案的执行情形及进一步推进完整性治理,美国管道和危险物质治理局(PHMSA)从 2002 年 9 月最先,对危险液体管道完整性治理的实验情形举行了首轮检查 。在首轮检查中,PHMSA 完成了所有一类管道以及部分二类管道的检查 。阻止 2005 年 12 月,并完成了 175 个危险液体管道的首轮检查,管道合计 273104km(169841mile),其中以确定为泛起清静效果严重地区的为 121534km(75581mile) 。在总结首轮检查履历的基础上,从 2005 年中期最先,PHMSA 及其州属管道清静机构最先对危险液体管道举行第二轮检查,重点在于落实首轮检查中发明的需要刷新的地方以及高危害因素 。

1)检查内容:凭证《危害治理树模纲要》、《系统完整性检查指导纲要》,以及 APLI160《危险液体管道完整性治理》标准,对管道运营商建设完整性治理系统的要求 。检查内容包括:①检查完整性治理计划的程序、执行情形和文档体例;②检查管道运营商完成的完整性评价;③检查内检测效果及问题识别;④检查修复和减缓妄想;⑤确认是否按规则要求的时间举行修复;⑥检查试压纪录是否按联邦规则 49CFR495 执行,检查运营商对所有实验失效的评估;⑦确认预防和减缓步伐是否获得执行;⑧检查组进一步对资产、现实修复、直接评价及完整性治理计划相关的内容举行周全监视 。

2)检查效果:绝大大都管道运营商已经建设并执行了完整性治理系统,基本掌握了效果严重地区的管段,并凭证规则要求,对这些地区举行了完整性评价 。阻止 2005 年 12 月,已经完成了 86% 的危险液体管道的基线评价,只有少少数运营商未在最后时限前完成 50% 管段的完整性评价 。在首轮检查中,PHMSA 对 1200 个需要“连忙修复”的缺陷处置惩罚情形举行了核实 。除需要连忙修复或 60 天、180 天之内必需修复的情形外,运营商也修复了大宗的其他异常情形,运营商也修复了大宗的其他异常情形 。行业数据显示,2004 年共有 11674 种情形被修复或减缓,包括影响效果严重地区和非影响区域 。

PHMSA 总结首轮检查履历,就以下方面提出了刷新意见:①数据整合 。有用的数据整合是完整性治理的要害,现在已经开发了一些工具和要领,对差别类型数据举行组合剖析,但这方面的事情还处于最先阶段 。②对内检测效果的响应 。部分运营商没有使用内检测的效果举行剖析,未实时凭证内检测效果制订并执行修复或减缓妄想,从而影响了对内检测效果的有用使用 。③危害剖析 。大都运营商已应用危害剖析手艺,对举行基数评价的管道举行排序;但一些运营商所运用的危害模子,还没有笼罩管道危害的所有规模,仍然需要刷新剖析要领以笼罩所有危害,尤其是要整合所有数据来适外地评价管道危害 。④预防和减缓步伐 。首轮检查中发明许多运营商缺乏预防和减缓步伐的剖析,包括对捡漏能力及紧迫情形处置惩罚能力的评估 。在已经最先的第二轮检查中,还未见到显着的刷新 。⑤一连的评估和评价 。完成基线评价后,在怎样合理确定周期评价的时间距离方面,需要举行进一步研究,应着重于剖析运营商举行周期评价的实验效果 。⑥完整性治理实验细则 。APLI160 是完整性治理的通用标准,运营商还应建设实验细则,以增强完整性治理的有用性 。⑦完整性决媾和剖析的手艺基础 。运营商仍然没有充分的使用历史数据,来决议危害因素和再评价;另外,对历史数据不充真相形下的决议剖析要领有待刷新 。PHMSA 希望有更多的手艺和要领,作为完整性决媾和剖析的基础 。⑧完整性程序文件 。文件体例的完整性和质量,是完整性程序的要害要素 。许多运营商对评价纪录、修复纪录、文件的体例历程、手艺验证、决议基础缺乏足够的重视 。

(3)直接评价手艺的希望

内检测、试压、直接评价是管道完整性评价的三种主要要领 。只管智能检测器在一直更新,但仍有许多管道不可使用内检测装备,试压法是针对一些特定管道的评价要领,但要求管道在停输状态下使用 。对无法举行内检测和试压的管道,可以选择使用直接评价手艺举行完整性评价 。与内检测、试压等古板评价要领相比,直接评价具有本钱低、易实验等特点 。近年来,许多管道运营商在完整性治理计划中,已经列入了直接评价手艺,例如:在 Gasunie 公司统领的 12000km 的高压管道中,仅有 50% 适合举行管道内检测,该公司从 2005 年最先,对不适合内检测的管道举行直接评价 。

1)直接评价要领及相关手艺:直接评价是一种把管道的物理特征、操作历史与管道的检测、检查效果团结起来,接纳不开挖检测手艺(一样平常为地上或间接检测)、并凭证检测效果举行开挖和检查,来确定管道完整性的要领 。一样平常分为预评价、间接检测、直接检查、后评价四个办法:①预评价 。通过数据网络和剖析、确定直接评价是否可行,划分评价区域和选择间接检测工具 。②间接测评 。主要为地面检测,目的是确定涂层缺陷严重水平、其他异常及管道上已爆发或可能爆发侵蚀的区域 。③直接检查 。凭证间接检查效果的剖析,来选择开挖点位置和数目,并在开挖后对管道外貌直接检查 。④后评价 。验证直接评价要领的有用性,并确定下一次评价的时间距离 。

直接评价凭证管道的威胁因素,分为外侵蚀直接评价(ECDA)、内侵蚀直接评价(ICDA)和应力侵蚀开裂直接评价(SCCDA) 。

ECDA 要领已较成熟 。2002 年,美国侵蚀工程师协会(NACE)提出了 ECDA 要领的推荐标准 NACE RPO502-2002《管道外部侵蚀直接评价推荐作法》 。

ICDA 要领分为三类,划分适用于干气、湿气和液体管道 。现在针对干气的 ICDA 要领,尚有尚有许多手艺难题要战胜 。

SCCDA 要领办法与 ECDA 相似,重点是识别容易爆发 SCC 的情形和评估可疑的管道系统 。此要领适用于高 pH 值的 SCC(古板的)和靠近中性 pH 值的 SCC(新型 SCC) 。现在,北美已着手建设应力侵蚀开裂的直接评价要领 。针对应力侵蚀开裂压力试验距离时间的要领的研究也有了新的希望 。

直接评价要领是实验,需要间接检测要领作为手艺支持 。为提高检测可靠性,NACE 要求运营商使用两种或更多间接检测工具,已对检测效果相互验证 。

常用的间接评价实时有直流电位梯度检测手艺(DCVG)、密距离电位检测手艺(CIPS)、交流电流衰减手艺、电压差手艺等 。

直接点位梯度检测手艺用来探测和查明涂层缺陷 。其原理是:在施加了阴极;ぢ竦毓芟呱,电流经由土壤介质,流入管道防腐层破损而裸露的管道处,在管道防腐层破损处地面上形成一个电压梯度场 。在靠近破损裸露点部位,电流密度增大,电压梯度增大 。一样平常情形下、电压梯度与裸露面积成正比例关系该手艺能检测出较小的防腐层破损点、并可以准确定位,误差为 ±15cm 。这是天下上较量先进的埋地管道防腐层缺陷测试手艺 。

密距离电位检测手艺是当今尖端的检测手艺之一,是一种用来提供管道对地电位与距离关系的地面检测手艺,能指示管道沿线的阴极;ばЧ,指有缺陷的严重性,并自动收罗数据 。其弱点是事情职员需携检测装备沿管道一连丈量,其检查效果不可指示图层的剥离情形,还可能受到滋扰电流的影响使用规模受到一定的限制 。

交流电流衰减手艺接纳等效电流原理,来评价防腐层绝缘电阻 。当外加交流电流流过管道时,在管道周围爆发响应的磁场 。当管道外防腐层完好时,随着管道的延伸,电流较平衡,无电流流失征象或流失较少,其管道周围爆发的磁场较量稳固;当管道外防腐涂层破损或老化时,在破损处就会有电流流失征象,随着管道的延伸,其在管道周围磁场的强度就会削弱,这是现在海内外应用较量成熟的一种检测要领,可长间距快速探测整条管线的防腐层状态,也可缩短间距对损破点举行定位 。

电流差检测手艺原理是:在管道与大地之间施加的交变电压信号,通过管道防腐层破损点处时,会流失在大地土壤中;因而电流密度随着远离破损点的距离而减小,在破算点的上方地外貌形成了一个交流电压梯度,经由滤波放大后,显示检测效果 。

凭证 2006 年国际管道聚会上战士的最新研究效果,美国西南研究院和 CC 手艺公司,开发了应用薄膜侵蚀传感器与移动无线手艺相团结的检测管道内侵蚀的手艺;中国石油自然气集团公司,开发了应用超声导波丈量管道涂层内侵蚀手艺;PETROBRAS 公司开发了应用声学发射手艺的直接评价要领;Trans Canada 公司开发出了应用磁学的金属损失检测工具等 。现在,团结 DCVC、CIPS、后处置惩罚差分全球定位系统(dGPS)三种手艺的新型检测装备正在研发之中 。

2)直接评价手艺标准:美国侵蚀工程师协会(NACE)正在或已经体例了ECDA、DG-ICDA(干气)、WG-ICDA(湿气)和 SCCDA 标准 。ECDA 标准已经完成,也会并入该项规则 。NACE 关于 DG-ICDA 的标准有望在近期出台;WG-ICDA 和液体管道 ICDA 的初稿还处于体例的前期阶段,有望在 NACE 2007年国际侵蚀聚会上举行讨论 。

3)专题研究事情:为增强完整性相关手艺的研究,美国国会加大了对 PHMSA 管道清静研发项目的支持力度 。经由过会的授权,PHMSA 重点资助了一些研发项目,以增强美国能源运输和配送管道的清静性、可靠性和合乎情形要求的操作工艺的解决计划 。从 2002 年最先,PHMSA 一共支持了 25 个与直接评价手艺相关的研发项目,一些工业组织、管道运营商、治理者和研究机构配合为这些项目提供了近 1400 万美元的资助 。这些项目由美国、加拿大和欧洲的研究机构划分肩负,重点在于扩大直接评价的应用规模,以及在直接评价历程中各项完整性手艺的整合 。国际管道研究会(PRCI)、美国自然气协会(AGA)和美国能源部州际自然气协会(INGAA)等组织,也对许多企业和项目举行了赞助 。

这些专题研究包括了现实效果研究、间接检测装备应用效果、流体力学模子、直接评价的不准确性和可靠性、对实践的总结等,详细有以下几个方面:①对 ECDA 和内检测数据举行比照,以对 ECDA 要领举行验证;通过实例论证 NACE 宣布推荐的有用性;对复合管、光管、岩石区和其他难以举行 ECDA 评价的情形举行试验;对不对适举行 ECDA 评价的条件举行研究;针对难以举行 ECDA 的区域开发机械人系统 。②检磨练证 DG-ICDA 作为展望内侵蚀位置的要领,开展对 WG-ICDA 的起源研究 。③评估导波手艺的有用性,研究对远距离超声导波信号的增强及区域扩大可能性的评估;远距离超声导波与盘算机终端的数据处置惩罚和通讯系统团结手艺;加大地面检测管壁金属损失工具的研发力度,使之能与智能检测器手艺抗衡 。

PHMSA 和美国管道清静代表协会(NAPSR),团结组织美国能源部州际自然气协会(INGAA)、美国自然气协会(AGA)、美国侵蚀工程师协会(NACE)、美国民用自然气协会(APGA)举行了论坛,专题讨论与自然气完整性相关的直接评价手艺 。PHMSA 向治理者和行业推介直接评价研发的现状,提供直接评价实验的典范案例 。并讨论 NACE 有关 ECDA、ICDA、SCCDA 标准的希望情形 。

直接评价手艺将一直为现在难以评价的区域,提供刷新了的解决计划 。直接评价不但作为一种制药的评价工具,同时作为智能检测器和试压的辅助工具,将具有越发普遍的应用远景 。

(4)内检测手艺的希望以及保存的问题

随着完整性治理的生长,需要准确可靠的数据,来执行先进的完整性评价妄想和优化要领;对内检测器的准确性、可靠性、可重复性、可比照性以及高区分率等方面,提出了更高的要求 。种种检测手艺一直生长,应用种种原理的管道智能内检测一直更新,内检测手艺取得了实质性的希望,但仍然保存一些问题 。

1)裂纹内检测手艺:现在最适合于检测裂纹的手艺是超声波要领,脉冲波在管道内外貌和外貌反向爆发周向横波;若是脉冲遇到裂纹,他就会原路返回并被变换器吸收,由此检测到该裂纹的保存 。其主要优点是能够提供对管壁的定量检测,具有较高的数据精度和置信度;弱点是需要耦合剂,应用于输气管道时较重大 。

德国 ROSEN 公司研发出一种新型高区分率超声波检测器 。该探测器使用电磁声波传感检测手艺(EMAT),提供了能有用和准确地检测裂纹的新要领 。研究职员破费 2 年的时间,验证 EMAT 传感器的手艺和设计,从实验室获得的大宗数据,证实晰 EMAT 作为探测管道应力侵蚀开裂和其他结构缺陷的可行性 。这一新型检测器已经通过了工业试验,可以判断 SCC、涂层剥落、其他裂纹缺陷、异常沟槽、人为缺陷等 。该手艺最大优点是借助电子声波传感器,取代了古板的压电传感器,使超声波能在一种弹性导电介质中获得激励,不需要机械接触或液体耦合,是适用于自然气管道的超声裂纹检测器,其检测指标见表 1-1 。

表 1-1 ROSEN 裂纹检测器及检测指标
工具参数检测参数
温度规模/℃最大事情压力/MPa速率规模/(m/s)最长操作时间/h弯曲半径距离/km壁厚/mm最小检测临界值/mm轴向经度/(°)
深度长度
0~65150.3~5723D1205~20120±18

注:D 为管径

古板的裂纹探测器可检测的裂纹长度最小临界值为 30mm 。由表 1-1 可见,新型检测器的裂纹长度最小临界值抵达 20mm 。

2)同时举行金属损失和裂纹的内检测手艺;金属损失及裂纹是管道的两大主要缺陷,保存于管道的整个生命周期内 。在现有手艺条件下,管道运营商必需划分使用裂纹探测仪和金属损失检测仪,对管道的金属损失和裂纹举行检测,这会破费重大的精神和财力 。

2006 年的国际管道聚会上,美国 GE-P Ⅱ 和德国 NDP 公司划分推出了一种先进的内检测器 。应用新一代超声、电子手艺与相控阵手艺相团结,对超声波传感器举行了全新的设计,把金属损失、壁厚及裂纹检测功效融为一体,实现了一次通过可以同时检测出管道的侵蚀和裂纹 。

该手艺的特点是:电子设施控制的超声波束允许一次通过检测金属损失和裂纹;优化的传感器、超声波束及大宗的丈量通道,实现了笼罩整个管壁圆周的高区分率;可敏感地探测小的凹陷和侵蚀造成的裂纹 。

相控阵手艺与古板超声手艺相比,报本刷新在于:古板无损检测手艺使用的超声波束的形状及撒播偏向.被每个传感器所牢靠,每个自力的传感器被牢靠排列,若是丈量条件改变,则必需改变传感器的排列类型;相控阵手艺所使用的传感器的排列和发射模式是程序化的,每个自力的传感用具有可以发射差别偏向及差别声束特征的功效,当丈量条件爆发转变时,超声波束的设置所有由盘算机界面执行操作,不需要再对传感器举行人工校准 。

GE-P Ⅱ 公司的一次通过可同时检测金属损失及裂纹的新一代超声波检测器,已经在 2005 年 3 月应用于欧洲一条管径为 609.6mm(24in)的制品油管道,并于 2005 年 9月,对北美一条管径为 863.6mm(34in)的原油管道举行了检测 。这两条管道以前均使用过金属损失检测器和裂纹检测器,与以往的检测数据举行比照批注,可以是圆周区分率从 8mm 提高到 3.3mm 。相控超声手艺内检测器不但区分率高,节约时间和用度,同时检测数据具有高效的准确度和可靠度 。

3)机械损伤检测手艺:机械损伤来自对管道外貌的直接攻击,包括岩石与管道的直接接触、不适当的建设行为以及第三方挖掘等 。有些损伤在未被发明情形下会维持相当长的时间,从而进一步形成侵蚀或裂纹,有可能导致管道以后的失效 。现在,机械损伤已经成为导致管道失效的主要缘故原由之一 。管道运营商希望通过使用适当的内检测工具,可以检测种种缘故原由造成的、影响管道有用内径的几何异常征象,并确定其水平和位置 。

最近两年,几何检测要求提高了,其中对凹陷尺寸的最小要求是:高区分率的几何工具应该能够探测和定位深度大于即是 6.35mm(0.25in)的凹陷,而再用的几何检测器现状是:对椭圆变形和大的变形难以提供凹陷评价的有用信息,基于 78 例现场挖掘证实,其探测率仅为 32%,无法知足要求;对凹陷和椭圆变形的特征仍然没有一个适当的缺陷评价手艺 。对凹陷和机械损伤的高质量内检测历程,应能提供要求的信息,如凹陷的几何形状和数据,这些都对探测器机械损伤的内检测提出了更高的要求 。

漏磁(MFL)手艺应用于管道内检测,已有凌驾 40 年的时间,一样平常用来探测侵蚀造成的金属损失,是现在最相宜的侵蚀检测手艺;但由于机械损伤爆发的漏磁信号,不可很好地判断的 MFL 手艺很少用于检测机械损伤带来的缺陷,在识别第三方破损方面效果不佳 。来自凹陷的漏磁信号的诠释难题由以下缘故原由造成:机械损伤的漏磁信号在几何和应力的作用下是重叠的;机械损伤区域的应力漫衍十分重大,包括塑性变形和剩余应力 。

由于楼此手艺被以为是最具有本钱效率的内检测要领 。管道运营商、治理者和研发职员都希望提高漏磁手艺检测机械损伤的迅速度,从而使漏磁探测手艺有用应用于机械损伤缺陷的识别 。现在该项事情有了以下新的生长:①德国 ROSEN 公司开发出用于内检测器的新一代几何传感器,可以提供高精度的管道内部轮廓的几何数据,如能探测到的最小凹陷是 4.47mm(0.176in) 。这种传感器团结了非接触远距离丈量法与测径器手臂的优势,允许传感器在高动态运行载荷作用下事情;该传感器与导航器、高区分率漏磁检测手艺相团结,推进了机械损伤检测工具的生长 。②加拿大 BJ 公司开展了基于三轴漏磁信号是识别凹陷特征的研究 。应用三轴楼此工具检测小凹陷(深度少于直径 1%)的手艺已经有了重大希望,其检测能力已在现场挖掘中获得了验证 。该项手艺现在具有国际领先水平 。

4)金属损失检测手艺:已往几年里,人们重点关注了金属侵蚀的最小检测深度;而现在关于金属损失普遍关注的,是对侵蚀引起的金属损失的探测、定位和尺寸测定 。早期的漏磁检测工具仅能探测大面积的侵蚀或侵蚀群 。由于检测其设计、传感器、电子学和其他要素的刷新,新型检测工具已经具有探测小缺陷能力,展望的缺陷尺寸也越发准确,并通过多种途径举行了很大的刷新,如大大都低区分率检测器,丈量漏磁场仅在一个简单偏向,现在高区分率检测器的检测规模是两个或是三个相互笔直的偏向,取样率、特定距离网络的数据样本和时间距离也大大增大 。

加拿大 BJ 公司应用三轴漏磁手艺的轴向磁场 MFL 检测器研究,有了一定的希望 。在三轴传感器中,有三个单独的、相互笔直的传感偏向;轴向传感器纪录沿管道的平行偏向;径向传感器纪录管道笔直偏向;环向传感器纪录圆周偏向 。第四个传感器称为旋转传感器,被用来识别内外部的区别,也资助识别和举行特征分类 。这类高区分率漏磁检测器,可识别的金属损失特征有金属增添和金属损失、重大侵蚀情形、延伸的轴向缺陷、制造缺陷、建设缺陷、焊缝裂纹、凹陷、折皱、圆凿、圆周裂纹等 。一样平常以为凹陷、折皱等管道凹陷无法被 MFL 识别,因此漏磁手艺中关于非侵蚀特征的进一步研究变得越发主要,这仍是现在漏磁手艺研究的偏向

5)内检测手艺保存的问题及生长偏向:经由多年应用,内检测手艺已经成为评价管道缺陷和确保管道完整性的首选手艺 。高区分率的内检测器(几何、侵蚀、裂纹)可探测、定位、丈量并显示管壁上的异常 。这些异常可以体现为几何变形(凹陷、圆凿、椭圆变形、折皱、弯曲)、侵蚀、裂纹和其他缺陷 。可是、研究天下上最近爆发的危险液体和自然气管道事故,却发明一些内检测结论为可继续运行的管道,在内检测后的 6~12 个月内就爆发了失效事故 。

2005 年,美国管道清静办公室宣布的数据批注,这些经由检测却很快泛起故障的管道,失效缘故原由中,缺陷未被探测到的占 51%;对缺陷特征低估的占 32.3%;过失辨识的占 16.7% 。这种征象对内检测器及响应的内检测器手艺提出了质疑,文献指出了内检测器面临的问题和生长的问题 。

内检测其已经从纯粹的检测工具,转变为一个准确地丈量手段,现在面临的问题如下:①管道丈量的目的处在一个重大、一连、转变的内部情形(压力、温度、侵蚀等)和外部情形(周围土壤、侵蚀、第三方滋扰等) 。②内检测器运行历程中,其要害部件可能会失效,但无法实时替换 。③智能检测器的运行参数不稳固,如速率、磁场、检测时代传感器故障 。④现实保存的缺陷数目大于被内检测器检测到的数目,缺陷的现实巨细一样平常大于内检测器给出的数据 。⑤建设一个内检测要领与比照标准很是难题 。

剖析以上情形,内检测手艺应该在以下方面举行刷新:①需要进一步刷新内检测器的基来源理和手艺,以刷新现有内检测手艺保存的未探测到、低估危险及过失辨识等方面的性能 。②对内检测数据举行整体的统计剖析,确定内检测遗漏和过失辨识的缺陷的数目、尺寸和位置,评价内检测器检测到的缺陷的现实数目和尺寸 。③对种种内检测数据的差别举行比照剖析,以对丈量过失举行归纳、验证检测器、现场和盘算机数据 。

(5)事情建议

完整性治理是包管管道清静运行的有用手段 。中国管道行业已经起源建设起完整性治理的理念,最先制订完整性实验妄想及相关手艺标准,并已经对陕京管道、广东 LNG 管道等举行了内检测实践,取得了优异的效果 。为了更好地开展完整性治理,现团结国际上完整性治理的最新希望,提出以下建议 。

1)提高对直接评价的重视水平 。由于内检测手艺适用规模的局限性,相当数目的管道需要通过直接评价手艺举行完整性评价 。应该增强对直接评价手艺的研究,适当引进直接评价手艺,对不适合内检测评价的管道举行完整性评价,提高完整性治理手艺水平 。

2)制订并监视实验强制性的完整性评价妄想 。在海内缺乏强制性执法的情形下,各大石油公司应该制订包括直接评价和内检测等评价要领在内的完整性评价妄想,提出强制性要求,使管道完整性治理从试点逐步纳入规范化治理的轨道 。

3)增强行业数据库建设 。注重整个管道行业的管道失效等数据网络和剖析,为完整性治理提供参考;在开展内检测实践的基础上、增强对内检测数据和效果的比照研究,提高对内检测手艺的熟悉 。

4)加大对完整性治理手艺的研究力度 。亲近跟踪外洋最新手艺生长状态,有妄想地开展直接评价手艺和内检测手艺的研究,加大研究投入,培育具有自主知识产权的评价手艺 。

1-2 十一五时代中国钢管市场有哪些需求?

答:十五时代中国钢管市场消耗结构的转变,反应了十一五时代中国钢管生长的经济配景,剖析了中国钢管市场主要用户的要求,从宏观层面临钢管和钢材市场的动态比例关系举行了评估,对十一五时代中国钢管市场需求惊醒了展望 。

(1)十五时代中国钢管页的生长情形

十五时代,中国钢管产量由 1153.10×104t/a 上升到 2614.11×104t/a,五年间上升 1461.10×104t/a,年均增添 292.2×104t/a 。由于产能一直增添,从十五初期的生产能力缺乏,已转为生产能力过剩 。中国钢管十五时期的产量和组成比例见表 1-2 。

表 1-2 中国钢管十五时期的产量和组成比例
年份焊管/104t/a无缝管/104t/a钢管总产量/104t/a钢材总产量/104t/a钢管产量占钢材产量的比例(%)焊管占钢管的比例(%)无缝钢管占钢管的比例(%)
2001640.36512.701153.0616170.007.1355.5444.46
2002830.59610.001440.5919404.007.4257.6642.34
20031030.77733.901764.6724082.007.3358.4141.59
20041301.26848.052149.3129903.007.1960.5439.46
20051567.061047.052614.1137117.027.0459.9540.05

由表 1-2 可知,五年来,钢管产量和表观消耗量平均以 22.46% 和 19.77% 的幅度高速增添 。2003 年以后,钢管自给率逐渐呈供大于求的时势,即自给率大于百分之百入口管 。中国钢铁工业协会指出:管材在钢材表观消耗总量中的比例,2000 年为 6.61%,2005 年为 6.42%,转变不大 。其中,无缝钢管由 2000 年的净出口 3×104t,转为 2005 年净出口 71.4×104t;焊接钢管由 2000 年的净出口 3×104t,转为 2005 年净出口 124.5×104t 。管材在海内市场的国产化率已达 95.5% 。

十五时代中国钢管业的生长情形批注,中国钢管业已进入供大于求的新阶段 。这给十一五时代中国钢管业的生长以新的启示 。

(2)十一五时代钢管市场需求剖析和评估

1)十一五时代中国钢管业生长的经济配景:处于中国工业化由中期阶段向后期阶段的过渡时期,是中国钢管业生长的拐点 。这意味着钢管产量和消耗量由高速增添,过渡到一连、快速增添,钢管业生长的增速放慢 。当我国工业化基本实现时,钢管产量和消耗产量将抵达历史峰值 。这个时期,中国经济仍然只要是靠投资和外贸拉动,由粗放型增添方法向集约型增添方法过渡 。十一五时代中国钢管业就处在这样两个过渡时期的生长阶段 。

十一五时代妄想经济生长的态势是又好又快,其着力点是立异、节能和环保 。至于 GDP 增添率,十一五前两年(2006 年和 2007年)预妄想分是 10.7% 和 8% 。平均为 9% 左右 。预计后三年可能是 7.5%~8% 。十一五时代 GDP 增添率平均约为 8% 。中国钢铁协会展望 2010 年我国粗钢消耗抵达 4.9×108t,钢材消耗抵达 4.7×108t 。这个展望是在总结十五时代展望的履历教训基础上得出的 。

2)十一五时代钢管市场的需求评价:十一五时代,中国能源需求强劲是中国钢管行业生长的直接动力 。展望 2010 年将消耗(25~33)×108t 标煤,十一五时代能源建设将投资 3.5 万亿元 。到 2020 年,我国能源工业累计投资将抵达 10 万亿元,从 2005 年起,每年投资 7000 多亿元 。其中 2020 年煤炭生产能力将抵达 28×108t,年均投资 700 亿元;2010年石油产量将抵达 1.8×108t,年均投资 500 亿元;2010 年自然气产量抵达 1100×108m?,年均投资 300 亿元;2010 年电力装机,包括火电、水电、喝点、自然气发电、风电等新能源发电抵达 7×108Kw,年均投资 5000 多亿元 。

①煤炭用钢管 。煤炭用钢管的数目较量大,用途也较量广 。按钢管占 20% 来预计,支护用钢管 2006~2010 年共用 990×104t;矿用带式运送机拖辊等装备和排水、透风用钢管 130×104t 。由此可见,煤炭用钢管共计约 1120×104t 。

②石油自然气钢管 。石油自然气用钢管的主题市场是中石油、中石化和中海油三家石油巨头,其用途主要是油井管、油气长输管线钢管 。

2006~2010 年共计需油井管 1800×104t 。石油行业十一五时代油井管和管线钢管用量之和约 3800×104t 。

③化工用钢管 。十一五时代无缝钢管、焊管等共计 900×104t 。

④电力用钢管,包括火电用钢管(蒸汽管、高压给水管等)、核电用管(传热管)、水电用钢管(焊接钢管、压力管)、风电用钢管(焊管)、电网用钢管(输电塔一样平常用角钢改为用焊管) 。以上电力用钢管 2006~2010 年总计需求量 575×104t 。

⑤钢结构用钢管 。钢结构的生长同都会化有亲近的关系 ;⒅心先允俏夜纸峁瓜牡闹饕,西北、西南地区的消耗比重呈增添势头 。十一五时代,中国城镇化率将由 2005 年的 43%,上升到 2010 年的 47%,农村生齿转移到城镇约 8545×104 人,年需修建用钢约 2655×104t 。其中,东南部 844×104t,中部 1046×104t,西部 765×104t 。五年共需修建用钢材约 1.3275×108t 。

海内一样平常以上的钢材用于修建行业,推算出 2006~2010 年,钢结构用钢管需要 600~700×104t 。

⑥房地产用钢管 。房地产用钢管包括三个方面:一是钢结构,见⑤中剖析;二是都会地下给排水、热力、透风管道;三是住宅用来水镀锌钢管 。十一五时代都会地下水及热力管网,年需钢管平均约为 50×104t;地面衡宇用镀锌钢管平均约需 800×104t;十一五时代房地产用钢管量约 4250×104t 。

⑦汽车工业用钢管 。2005 年我国汽车产量为 500×104 辆,2006 年抵达 650×104 辆,2007 年可达 850×104 辆,2010 年将凌驾 900×104 辆 。关于汽车用刚量的评估,按 2005 年汽车用钢管 24×104t(其中无缝管 16.91×104t,焊管 7.09×104t)来推算,十一五时代汽车用钢管量约 160×104t 。

⑧造船工业用钢管 。现在天下造船市场处于生长的岑岭期 。在天下海运商业增添的推动下,尤其是在中国,石油、矿石入口一连快速增添和集装箱货运增速上升的推动下,2005 年我国制船行业产量突破 1222×104t 载重吨,同比增添 41.86%,占天下产量的 18.2%,2006 年造船产量为 1500×104t 载重吨,用钢材 600×104t,其中管材占 7%,约为 42×104t 。2006~2010 年我国造船抵达每年平均 830×104t 载重吨,总计为 4152×104t 载重吨 。按 2006 年船用钢管量为基数,推算十一五时代我国造船工业用钢管量为 250×104t 。

⑨集装箱行业用钢管 。我国集装箱行业在产销上已一连 14 年居天下第 1 位,生产集装箱所用钢材为耐候钢,主要有热轧薄板(1.6~6.0mm)、型钢和焊管 。预计 十一五时代集装箱需求焊管将达 105×104t 。

⑩机械工业用钢管 。中国机械工业有重大的内需支持,同时其有显着的国际较量优势,是以后国际重点振兴的工业 。到 2010 年将投资 3555 亿元,占国民经济总投资的 4%,增添速率为 47%,产销总体呈平稳生长趋势 。

机械工业的机床工业,欧、亚、美三足鼎峙,欧洲势强,德、日、美争雄 ;倒ひ瞪ぴ跹,标记着一个国家手艺水平的崎岖 。

机械工业钢材用量的主要行业有:重型矿山机械、工程机械、通用机械、农业机械、石油及化工机械 。别的,尚有零部件制造业,增速为 20%;制冷及空调机械制造业,增速为 15%~20%;环;抵圃煲翟鏊傥 17%;文化办公机械制造业增速为 15%;食物及包装机械制造业增速为 10%~15%;液压、气动、密封件制造业增速为 10%~15%;印刷机械制造业增速为 10%;轴承制造业增速为 8%~10%;内燃机制造业增速为 5%~8%;工程机械制造业增速为 5% 。

据不完全统计,机械行业 2004 年消耗钢材 4500×104t,2005 年消耗钢材 5200×104t 。2006 年机械工业产销同比增添 15%,由此,展望十一五时代机械工业用钢量为 2200×104t 左右 。

机械制造业用管以大中直径、中厚壁碳结钢和低合金钢管、无缝钢管为主 。用无缝钢管取代实心段坯制造缸、筒、轴、辊、滚筒、轴承、管模等中空体和结构体,可节约钢材 20%~30% 。又如压力容器、高压气瓶年需无缝钢管约 10×104t ;涤霉苤,大中直径无缝钢管约占 30% 。近几年,年消耗无缝钢管(150~160)×104t,约占无缝钢管消耗的 15% 。美国的机械结构管消耗比例,1997 年为 29.4%,2002 年坚持在 24% 。随着我国机械装备业的生长,我国钢管用于机械结构管的比例还会增添,将抵达 20% 左右 。

?轻工业用钢管 。轻工业是我国净出口量较大的行业,2005 年出口顺差为 1400~1500 亿元,增添幅度较大 。由于国际竞争强烈,需要钢材品种升级换代 。

轻工业用钢管涉及自行车、影剧院、体育场馆、聚会厅装备(座椅等)、健身器材、家电、家具、医疗机械、小五金、旅游用品等 。2005 年自行车用钢材 185×104t,其中焊管约 110×104t,由此,展望十一五时代轻工业用钢管约 880×104t 。

?铁路(车辆)用钢管 。十一五时代将加大综合交通运输系统投资力度投资总额 65219 亿元增添 18.6% 。只管云云,与国际交通运输蓬勃国家相比,仍由较大差别 。从路网密度来看,美国每万平方千米领土面积就有铁路 200km,印度有 211km 。我国 2005 年年底天下铁路总营业里程为 7.5×104km,每万平方千米地面积铁路仅为 78.11km 。

十一五时代国家将继续加大铁路网建设,将重新线 1.7×104km,相当于八五、九五和十五总和的 1.3 倍 。铁路车辆由于主要干线提速,需要新购机车 7300 台,到 2010 年需新购货车 22×104 辆,新购客车 2.6×104 辆 。因此,未来几年的铁路车辆用钢市场潜力重大 。

火车车厢用钢管主要包括三个方面:一是车厢钢结构件,例如用方矩形钢管制作箱梁;二是配管;三是为了提速、减重和清静,用锻轧的空心轴取代实心轴 。现在年需低和金钢车轴(15~20)×104t 。

综上所述,十一五时代铁路(车辆)用钢管约 200×104t 。

?口岸建设用钢管 。我国钢铁工业正在向沿海地区生长,如鞍钢、首钢、唐钢在沿海地区建设钢铁钢铁大厂,配套的口岸建设正在生长之中 。口岸建设和跨海大桥都需要大宗打桩用钢管 。例如,杭州湾跨海大桥用的打桩规格为 ?1016mm×16mm,管长 72m,钢管用量很客观 。螺旋焊管用于桩管较合适,一部分直缝埋弧焊管也可用于桩管 。同时,铁路建设中桥梁也许多,以京沪高速铁路为例,就有 11 座特大桥需要大宗打桩用管 。预计十一五时代港头、码头、桥梁需要用作桩管的钢管月 250×104t 。

十一五时代我国钢管出口量预计约 3000×104t 。

1-3 俄罗斯 ?1420mm 直缝焊管生产线怎样?

答:俄罗斯团结钢铁股份有限公司韦克松钢铁厂建成的 ?1420mm 直缝埋弧焊管生产线,主要装备有德国 SMS MEER 公司提供,接纳 JCO 成形工艺,可生产单焊缝和双焊缝钢管 。由铣边机、预弯机、步进成型机、预焊机、水压试验机、无损检测等装备组成 。生产的 ?1420mm 焊管力学性能检测试验批注,完全知足油气运送管线要求 。

表 1-3 差别钢级和管径对应钢管最大的壁厚(单位:mm)
钢管直径/mm钢级
K52K55K60K65K80
5303330272521
6303836333024
4204139353326
8204141403930
10204544424032
12204847464240
14205049484440

?1420mm 焊管生产线大口径焊管的生产能力为 40×104t/a,其主要生产装备如下:

1)铣边机 。为后续焊接包管最准确的板边几何参数 。

2)预弯机 。弯力 24MN,可同时从全长钢板两侧逐段弯曲板边 。

3)步进成型机(JCO) 。弯力 65MN,可同时在管坯全厂规模内的多个弯曲点上,将各坯段预弯向管坯中央,最终形成断面 。

4)预焊机 。在正式焊接前举行;て宥ㄎ缓附 。

5)自动焊机 。接纳埋弧多弧焊接工艺焊接工艺(3~5个电 。,举行内外焊缝的自动焊接 。液压扩径机(扩径头扩张力为 21GN),可在全管长规模内逐渐举行钢管扩径、定径,包管钢管的几何尺寸精度并消除内应力 。

6)水压试验机 。最大试验压力为 55MPa 。

7)无损检测装备 。用于焊缝和罐体自动超声波检测、手动超声波检测、X 射线检测、磁粉检测等 。

2005 年 4 月,韦克松钢铁厂第四钢管厂这套新生产线投产 。再制造大口径厚壁管时,接纳了谢维尔(北方钢公司)、Dillinger(德国)、Posco(韩国)等公司生产的宽厚热轧板,并与这些公司签署了恒久供货条约 。?1420mm 钢管的力学性能见表 1-4.测试钢管的壁厚为 18.7mm 和 15.7mm,其热轧板划分有俄罗斯谢维尔公司和德国 Dillinger 钢厂供货 。

表 1-4 ?1420mm 钢管的力学性能
板材供货厂测试管数目/根壁厚/mm刚拉强度/MPa屈服强度/MPa屈强比(%)伸长率(%)
最小值最大值平均值最小值最大值平均值最小值最大值平均值最小值最大值平均值
谢维尔钢公司4718.7593677621.7515612548658068.3202722.7
Dillinger4215.7609693649.3488625539.9789083.12023.520.9

2006 年 4~5 月,俄罗斯自然气科学手艺研究院,对该厂 1420 机组生产的 X70 级管线钢管 ?1420mm×26.7mm 和 K60 级 ?1020mm×17mm 单焊缝钢管划分举行了试验 。

试验中,在钢管试样外貌制造了人工缺陷,然后在液压试验机上按要求举行试验,并对钢管的韧性举行了评价 。

试验效果批注,所生产的钢管可用于施工温度 -60℃,运行温度 -20℃,事情压力为 9.8MPa 的油气运送管道的敷设和大修 。这一结论已获得全俄自然气科学手艺研究院和全俄钢铁科学手艺研究院的正式认可 。别的,自然气工业公司验收委员会在 2005 年 7 月 14 日 1 号聚会纪录中,也对该厂 ?1420mm×26.7mm 钢管的优良性能给予了一定 。

现已制订出自然气工业及石油运送管道用“大口径直缝焊管生产手艺条件” 。韦克松钢铁厂已最先对石油自然气公司供应这种钢管,并对试验装备举行了更新,以便对钢级 K70(X70),壁厚 50mm 的大口径直缝焊管的力学性能举行可靠的磨练 。新添的磨练装备由 Zwick 公司提供,包括拉伸试验机、落锤撕裂试验机和攻击试验机 。

除了 ?1420mm 大口径直缝焊管上产线外,韦克松钢厂还建设了钢管外防腐生产线,内防腐生产线于 2006 年 10月 投产 。这两条钢管内、外防腐生产线的装备均由荷兰 Bauhuis 公司提供 。

团结钢铁公司韦克松钢铁厂,是第一个批量生产出 ?1420mm 大口径直缝焊管的俄罗斯制管企业 。俄罗斯巴顿焊接研究所,矿山手艺监视局、重型机械厂、乌克兰国立玄色冶金设计院等单位的专家和一些外国专家,加入了 ?1420mm 大口径单直缝焊管的工艺设计、装备开发及投产调试 。

现在该厂生长趋势优异,谋划状态稳固,投资重点向着提高生产率和产品质量方面生长 。这些将使人们坚信,韦克松钢铁厂在互利相助的基础上,能够为石油自然气行业提供大宗优质的管线钢管,并已准备加入“俄北—欧洲自然气管道”和“工具伯利亚—太平洋自然气管道”的建设 。

1-4 阀门用金属波纹管的选型与应用怎样?

答:先容金属波纹管在阻止阀、闸阀、调理阀、清静阀和球阀等阀门中的应用、设计和选型 。对阀门用金属波纹管在使用中泛起的泛起的问题给出相识决步伐 。

(1)看法:随着天下规模内环保意识的增强,人们对阀门的密封要求越来越高,特殊是该装置以及石油和化工等特殊场合,要求阀门必需实现“零走漏” 。因此,苏联、德国、美国和日本等国家率先将金属波纹管应用于阀门领域,使波纹管阀门作为一个新产品首先在航空、航天、舰船和核工业等军工领域获得应用,并迅速在石油和化工等行业得以推广 。

金属波纹管的作用主要是实现丈量、毗连、转换、赔偿、隔离、密封和减震等功效 。在波纹管阻止阀和闸阀中的作用只要是隔离、密封和赔偿功效,在自力式调理阀中,还与弹簧配套起到输着力和开区关闭阀门的作用 。

用于波纹管阀门的金属笔文官只要有液压成形和焊接成形两种,是凭证现实使用的阀门阀体高度、位移量、耐压能力以及刚度要求综合思量选择何种形式的金属波纹 。金属波纹管的质料主要是奥氏体不锈钢以及高温合金钢等,质料的选择主要是凭证阀门现实使用介质侵蚀性和使用温度决议的 。

由于近年来海内阀门行业生长很是迅速,怎样在波纹管阀门设计时选择合适的金属波纹管成为行业上迫切需要解决的问题 。

(2)术语:在对金属波纹管设计选型时,首先要明确金属波纹管的行业术语 。

1)波纹管:一种弹性、薄壁、有多个横向波纹的管壳零件 。

2)波纹管组件:由两个或两个以上零件组成,其中之一是波纹管,波纹管是一个或多个串联,其他是法兰等配件 。

3)壁厚:成形波纹管的原始金属管的管壁厚度,对多层波纹管则是各层壁厚的总和 。

4)形程:已原始长度为基点,波纹管压缩位移与拉伸位移之和 。

5)扭曲:长波纹管举行轴向压缩时爆发的柱失稳 。

6)公称压力:与波纹管机械强度有关的设计给定压力 。

7)公称载荷:正常事情条件下允许的最大载荷或满量程值 。通常是预期设计值 。超载载荷一样平常限制在额定载荷的 125%~150% 。

8)额定位移:额定载荷下引起的位移,是正常使用条件下允许爆发的事情位移 。

9)波纹管刚度:使波纹管爆发单位位移所需要的力,设计盘算得出的刚度称为公称刚度或额定刚度 。一样平常情形,公称刚度不直接受用现实值,而是产品原型经由测试后的修正值 。

10)一次循环:波纹管随阀杆从全开到全闭再到全开的运动历程 。

11)循环寿命:波纹管在划定压力、温度和轴向行程下往复运动而不破换的最大循环次数 。相同产品的寿命与波纹管事情状态、循环次数、频率、压力和温度等有关 。

12)有用面积:弹性元件在单位压力作用下,位移为零时转换的集中力的巨细 。但有用面积随压力增添而转变,因此具有不恒定性,在力平衡式仪表中,要配对筛选,做到有用面积只管一致 。

(3)结构

1)U 形波纹管:常用 U 形波纹管结构如图 1-1 所示 。波纹管端部接口形式如图 1-2 所示 。接口体现要领为外配适用 W(图 1-1a 中的 d1 尺寸)、沿波切边用 QD(图 1-1a 中 D2 尺寸)、内配适用 N(图 1-1b 中 D1 尺寸) 。推荐接纳图 1-2a、b、c 端部接口形式 。

图 1-1 常用波纹管结构要素
图 1-1 常用波纹管结构要素

图 1-2 波纹管端部接口形式
图 1-2 波纹管端部接口形式

2)波纹管组件典范结构:保温管组件典范结构如图 1-3 所示 。

图 1-3 波纹管组件典范结构
图 1-3 波纹管组件典范结构

(4)选型

1)波纹管阀门典范结构:应用波纹管组件是为阀杆和阀体工艺流体之间提供一个可轴向变形的金属隔套,形成动密封,以消除阀杆处的走漏 。装有波纹管组件的阀门典范结构如图 1-4 所示 。

图 1-4 装有波纹管组件的阀门典范阀杆密封结构
图 1-4 装有波纹管组件的阀门典范阀杆密封结构

选型要求:①凭证阀杆的直径选择波纹管内径,波纹管的内径应大于阀杆直径 1.5mm 。波纹管的外径凭证波纹管内径来选择 。外径和内径通过外径与内径的比值相联系,一样平常情形下,外径与内径的比值为 1.3~1.5 。②波纹管的壁厚、层数、波纹数及长度等应能知足波纹管的耐压、行程、循环寿命等要求 。一样平常情形下,压力越大,波纹管的壁厚越厚,为了增大位移或者降低波纹管刚度,提高寿命,可以接纳降低单层壁厚、增添波纹管层数的步伐实现 。③应设计导向结构,以避免波纹管的扭曲 。同时还应阻止波纹管与阀杆或阀体之间的局部接触,以避免磨损和过早失效 。应设计防扭转结构,避免波纹管扭转变形 。④设计阀门时,应限制波纹管压缩和拉伸的行程,以避免波纹管遭受凌驾循环寿命试验限制的压缩位移和拉伸位移 。一样平常情形下,波纹管的行程不应凌驾自由长度的 25%,不然会影响波纹管的循环寿命 。特殊是高温高压情形下的波纹管阀门 。⑤波纹管接纳与阀门相同的压力和温度品级 。波纹管应能遭受主体阀门 38℃ 条件下 1.5 倍的公称压力的压力试验 。举行压力试验时,焊缝不可开裂、走漏,波纹管不应爆发扭曲 。⑥波纹管组件质料应在允许的使用温度规模内选择,同时波纹管用质料具有优异的成形性能、焊接性能与介质的相容性 。

3)阀门用波纹管选型标记:凭证波纹管应用阀门公称尺寸差别分类,凭证 GB/T 1047-2005 中的公称尺寸系列划定,波纹管应用阀门的工程尺寸可分为:15mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm、65mm、80mm、100mm、125mm、150mm、200mm、250mm 等 。

图 1-5 波纹管标识
图 1-5 波纹管标识

(5)阀门用波纹管的磨练:阀门用金属波纹管的磨练项目主要有外貌质量、几何尺寸、密封性、压力机循环寿命等 。

1)外貌质量:在标准照明条件下,目测视察波纹管外貌及形状、其质量应知足 JB/T 6169-2006 的划定 。

2)几何尺寸:用分度值为 0.02mm 的卡尺或其准确度相当的其他量具和仪器,磨练波纹管的几何尺寸和公差应切合图样要求 。图样未要求的公差应切合表 1-5 的要求 。

表 1-5 波纹管及配合尺寸允许公差
序号工程尺寸名称允许公差
1波纹管外径 D±1/2IT17
2波纹管内径 d±1/2IT17
3端部配合直径 D1、 D2、 d1h13、H13
4端部配合长度 L1、L2±1/2IT17
5有用长度 L0±1/2IT17
6总长度 L±1/2IT17

3)密封性磨练:由承制方组焊的波纹管组件应举行密封性磨练,磨练可用气泡检漏法 。波纹管及其组件内突入 0.6MPa 的压缩空气或其他无侵蚀性非可燃清洁的气体,保压 3min,在水槽中检查不应有走漏征象 。也可凭证用户要求用氦质谱检漏仪检漏,不应泛起可探测出的渗漏 。

4)压力试验:压力试验可在专用装备或阀门上举行 。实验用水的氯离子含量不凌驾 25×10-7 。按 JB/T 9092-1999 的划定,波纹管组件在室温或 38℃ 条件下,以 1.5 倍公称压力举行水压试验 。

每个波纹管组件应牢靠在某一长度,此长度为通例阀门壳体试验时阀门开启位置的长度 。在实验历程中应避免波纹管拉伸和压缩 。压力施加应与波纹管事情时受压方法一致 。举行压力试验时,焊缝不可开裂或泄露,波纹管不应爆发扭曲 。

5)循环寿命试验:可在专用装备或阀门上举行试验,当主题阀门需要时,应凭证相关标准举行高温循环寿命试验 。

循环的频率应思量不正常的快速循环可能爆发的过热 。循环频率不应凌驾每秒一次 。

循环试验应在室温或 38℃ 时的公称压力下举行 。加压方法同压力试验一样 。

每个波纹管组件咋循环试验之后应举行密封性试验,不应泛起可探测的渗漏 。

除条约尚有划定,波纹管的循环寿命应切合表 1-6 的划定 。

表 1-6 波纹管最小循环寿命
阀门规格最小循环寿命/次
公称压力/MPa公称尺寸/mm闸阀阻止阀
PN≤14.0DN≤5020005000
50<DN≤10020005000
DN≤10010002000
PN>14.0DN≤5020002000
50<DN≤10010002000
DN≤10010001000

6)出厂磨练:出厂磨练的项目温顺序按表 1-7 划定执行 。出厂磨练中有缺乏格项的波纹管,为缺乏格品 。

表 1-7 磨练项目
序号磨练项目出厂磨练型式试验
1外貌质量
2几何尺寸
3密封性
4压力试验
5循环寿命

注:● 为必检项目;— 为不检项目 。

(6)结语:阀门是金属波纹管是波纹管阀门的焦点器件,波纹管的设计及选用,关系到阀门使用清静,特殊是波纹管阀门的应用领域都是重点工业领域和军工领域,在新产品试制是应举行型式试验,在选用时应适用于阀门使用系统的空况条件及金属波纹管的结构特征 。

1-5 API 标准清静阀的开发与应用怎样?

答:先容 API (American Petroleum Institute 美国石油学会)标准清静阀的规范和特点,叙述了在开发该产品中所举行的性能试验和流场仿真方面的研究事情 。提出了推广应用的建议 。

1)看法:我国的清静阀基本上是凭证机械行业标准举行设计制造 。20 世纪 70 年月以后,随着我国刷新开放和国名经济迅速生长,从外洋引进了大宗石油、化工、能源、冶金和纺织等装置及装备,同时随机入口了大宗外洋清静阀 。这些清静阀大部分是凭证 API 标准设计、制造、试验和验收 。由于 API 标准清静阀与 JB 清静阀相比,具有显着的特点和先进性,因而近几年来,一些企业要求,装置在易燃、易爆、有害或有毒介质的装备及管道上的清静阀,宜选用 API 标准清静阀 。为了顺应种种装置对清静阀的需求,对 API 标准清静阀举行了探讨和研究 。

(2)特征

1)相关标准:与 API 标准清静阀相关的常用标准和规范如下 。

API RP 520 炼油厂泄压装置的定径、选择和装置

第Ⅰ部分 定径和选择

第Ⅱ部分 装置

API Std526 钢制法兰泄压阀

API Std527 泄压阀阀座的密封性

API RP 576 泄压装置的检查

ASME 锅炉与压力容器规范第 Ⅷ 卷

第一册 压力容器泄压装置

ASME PTC25 泄压装置—性能试验规范

2)名词术语:API 标准的某些名词术语与我国海内习习用语纷歧致,故予以说明 。

①泄压装置(Pressure Velief Device) 。泄压装置是避免工艺系统或承压容器由于事故或不正常工况时代流体压力升高而凌驾预定压力值 。常有的有弹簧直接载荷式泄压阀、先导式泄压阀和爆破片等 。

②泄压阀(Pressure Relief Valve) 。泄压阀是一种泄压装置,在系统超压时阀门开启,而当系统压力恢复到正常后阀门关闭,从而避免介质继续外流 。常见有的清静阀、泄放阀、先导式泄压阀等 。

③清静阀(Safety Valve) 。清静阀是一种由入口静压力驱动,并以快速开启或突跳行动为特征的泄压阀 。其应用与可压缩流体 。

④泄放阀(Relief Valve) 。泄放阀是一种由入口静压力驱动的泄压阀,其开启通常与凌驾压力的压力升高成比例 。其应用于不可压缩流体 。

⑤清静泄放阀(Safety Relief Valve) 。清静泄压阀是一种依应用情形而作为清静阀或泄放阀的泄压阀 。

3)基本要求:

①清静阀的流道面积(代号)、收支口通径、压力级(磅级)、基实质料、压力-温度规模和收支口装置尺寸按 API Std 526 划定 。

②清静阀的整定压力(Pa)允许误差与整定压力有关 。当 Pa≤0.5MPa 时,允许误差为 ±0.015MPa 。当 Pa>0.5时,允许误差为 ±3%Pa 。

③清静阀的设计和制造按 ASME《锅炉与压力容器规范》第 Ⅷ 卷划定 。其基本条件包括机械行动,质料选择、制造及装配的检查制造厂及装配厂的产品试验、设计、焊接及其他等七个方面 。

如对阀瓣、阀座、弹簧、导套、提升装置的结构设计和质料选摘要求,对制造厂及装配厂的制造、实验装备和质量控制程序的要求,如受压件的强度和气密试验要求、对实验装置、容器和试验要领的要求等 。

④标以 ASME《锅炉与压力容器规范》第 Ⅷ 卷标记的泄压阀的排量验证试验应在不凌驾开启压力的 10% 或 0.02MPa 压力下举行 。

4)标准较量:JB、GB 和 API 标准清静阀的较量见表 1-8 。

表 1-8 JB、GB 和 API 标准清静阀的较量
项目JBGBAPI(ASME)
设计规格8 种
25 种
流道直径 d0/mm?20~?125
?9.5(D)~?146(T)
面积比(出口/流道)4.13~3.06
64.26~3.02
压力-温度品级

按流道直径(代号)明确
机械要求
应有导向机构以包管行动和密封的稳固性 。阀座应牢靠在阀体上,以防松动 。思量导向装置以包管事情可靠及密封性;阀座应紧固在阀体上,以避免阀座升起 。
弹簧负载误差±10%±10%
最大负荷下变形量
≤80% 压并变形量≤80% 压并变形量
最大负荷下切应力
≤80% 极限切应力
永世变形
试验负荷压缩 3 次后 ≤0.5%H 。压井三次后 ≤0.5%H 。
整定压力调解规模≤±15%
±5%
质料选择结构质料


阀座、阀瓣
本体质料的抗侵蚀性能应不低于阀体质料凭证压力—温度规模明确通用结构质料
导套
应具有优异的耐磨与抗侵蚀性能用耐蚀质料
弹簧防锈处置惩罚防锈处置惩罚用耐蚀质料或耐蚀涂层
制造


工艺装备、试验装备以及质量控制程序能包管产品性能一致性
试验认证

性能和排量验证应在 ASME 认可的实验室举行
行动性能试验蒸汽介质饱和蒸汽用蒸汽试验用蒸汽试验,能力有限时刻用空气,但应校正
气体介质空气用空气、蒸汽或其他已知性子气体用空气试验
液体介质用水或其他已知性子液体举行试验用水或其他合适的液体举行试验
试验装置

应具有足够尺寸及容量
密封性压力按图样划定

0.9P0

0.9P0
试验介质允许用空气祸殃器取代同事情介质性子
允许走漏率金属座—按标准
软座—0 泡/min
金属座—按标准
软座—0 泡/min

5)条款特点:

①规则 。API 标准对清静阀的结构设计、排量盘算、规格、压力级、质料、制造、试验、运输、装置、使用、检查及维修,均有完整和周全的基本要求 。

API RP 520、576 先容了种种类型清静阀的机构及其特点 。

API RP 520 第Ⅰ部分列出种种流体介质(气体、水蒸气、液体及两相流)排量下所需流道面积的盘算要领,并给出相关修正系数 。

API Std 526 划定了 14 种流道直径(喉径)再不必温度和压力下的种种规格、压力级及基实质料要求,并划定必需执行 AMSE 规范的响应制造和试验要求 。

API Std 527 划定了泄压阀的密封性试验要领和要求 。

API RP 520 第Ⅱ部分列出有关装置发面的一些要求 。

API RP 576 列出泄压装置的检查和维修要求 。

ASME PTC 25 为泄压装置的试验装置、试验要领和实验报告提供了标准 。

②规格和品种 。API 标准清静阀规格和品种较多 。

弹簧载荷式清静阀的公称尺寸为 1~8in.(25~200mm),有 14 种(D~T)流道直径(d0=9.5~146mm),21 种规格,6 种压力级(150~2500lb),-268~260℃ 的温度规模 。

API 标准规模阀规格、品种多,便于选择合理规格的清静阀 。

③温度—压力级 。API 标准清静阀凭证所需排量盘算确定留到面积后,凭证该流道面积表中的温度规模和允许的最高整定压力,确定适合的压力品级 。

④质料 。阀瓣、阀座及导向零件应是耐蚀质料制成,应能知足温度和使用条件 。遵照使用的温度,选用适合的阀体、阀盖及弹簧质料 。阀体和阀盖的质料可以差别,但必需知足最低的压力—温度要求,标准中划定了阀体、阀盖和弹簧质料的最低品级牌号 。

⑤制造厂和实验装置要求 。制造厂的工艺装备、试验装备以及质量控制程序能够包管所生产清静法的性能一致性 。清静阀性能试验装置和容器应有足够尺寸和容量 。

⑥运输和装置 。清静阀运输中应有;ざ赂牵ㄈ 。清静阀生齿管道的压力损失 Δp≤3%pa 。

(3)研制

由于凭证 API 标准生产清静阀与凭证 JB 生产清静阀保存差别,因而产品制造历程中常泛起许多问题 。如结构设计不对理,质料选用不当,整定压力过高或现实排放量不知足要求等 。

为了完整周全的相识、熟悉和掌握 API 标准(AMSE 规范)相关内容和要求,有须要对 API 标准清静阀举行深入研究,以显示其特点和先进性 。对 API 标准清静阀主要研究包括试验研究和建模研究 。

1)性能试验研究:

①试验装置 。为了举行清静阀的性能及排量试验研究,凭证 ASME PTC 25《泄压装置—性能试验规范》的要求建设了清静阀全性能试验装置 。改试验装置主要由大宗空气压缩机、储气罐、流量调理阀、控制阀、试验容器及工位、流量计、压力传感器、温度传感器、位移传感器、盘算机数据收罗及处置惩罚系统等组成 。

试验装置共设三个试验工位 。最大试验阀通径 8in.(200mm),最高试验压力 23MPa,最高试验流量 100t/h(空气) 。试验工位的试验容器的容积划分为 4.5m?、1.5m?、0.014m? 。

为了更好地较量试验装置能力对清静阀性能的影响,随后又制作了容积为 0.5m?的试验装置 。典范清静阀的试验效果曲线如图 1-6~1-8 。

图 1-6 入口压力与开启高度曲线
图 1-6 入口压力与开启高度曲线

图 1-7 开启高度与流量曲线
图 1-7 开启高度与流量曲线

图 1-8 清静阀发证颤振时的开启高度曲线
图 1-8 清静阀发证颤振时的开启高度曲线

②性能及排量试验 。清静阀的流道结构设计对其性能及排量有重量影响 。API Std 526 标准划定了清静阀的净出口及流道尺寸,其出口面积与流道面积的比例为 64.26~3.02,与 JB 划定的 4.13~3.06 相比规模及比例均较大,特殊关于通径较小者有显著差别,举行了性能和排量试验 。大宗试验批注:a.试验装置性能对清静阀的性能有主要影响 。通过对五种规格(II/2h4、2J3、3K4、3L4、4M6)的清静阀在差别试验装置上比照试验结构可以得出,试验装置的容量对清静阀整定压力和启跳压力基本无影响 。只有试验装置容量足够大时,才华判断清静阀的回座压力及机械特征是否切合要求 。b.与 API Std 526 标准清静阀相比,出口面积较小的 JB 清静阀其排量系数较小 。在试验装置上对 API 和 JB 两种标准的清静阀举行了排量试验 。试验批注,JB 清静阀的出口面积较小者,影响到其排量系数减小 。一样平常 JB 清静阀的排量系数为 0.8~0.9 。而按 API 标准的清静阀其排量系数可达 0.98 。

③ 背压试验 。清静阀的出口背压时其性能有较大影响 。较高的被压会影响到清静阀的行动性能及其排量 。清静阀背压试验系统如图 1-9 所示 。

图 1-9 清静阀背压试验系统图 1-9 清静阀背压试验系统

背压通过背压爆发器爆发,调理背压主要是通过改变背压器中背压调理器孔板尺寸来调理爆发阀出口排放背压 。通过背压试验,得出两点履历:a.排放背压保存临界值,凌驾允许值后,会导致清静阀机械性能遭到破损,引起清静阀颤振等征象,排放历程不稳固 。b.清静阀开启高度随排放背压的升高而镌汰,排放背压的保存,引起开启高度的降低,导致清静阀的现实排量降低 。

2)流场仿真:虽然借助于先进的性能试验装置,在清静阀行动特征和排量等方面上获得了许多效果,然而试验研究却保存着投入大、周期长、要领有局限的问题 。以是将盘算流体力学(CFD)应用到清静阀的基础理论研究中 。使用盘算流体力学软件,建设了一些清静阀内部流场的三维模子 。经由试验验证,这些模子具有足够的精度和可靠性,完全可以用于工程研究,其中两个算例所获得的排量数值与试验数据的比照见表 1-9 。

表 1-9 盘算排量数值预试验数据的比照
序号规格实测排量/(kg/h)盘算排量/(kg/h)盘算值与试验值相差百分比(%)
12J34756.14795.90.84
2II/2h44987.675030.10.85

通过对清静阀内部流场研究,对清静阀的内部流动有了全新的熟悉 。在清静阀整个流道中,爆发的喉部是最小的几何流通截面 。以是在清静阀的工程盘算和设计历程中,这个流道面积就被假设为整个流道中的现实最小气动流通面积,若是该流场处于临界或超临界流动状态,则在阀座喉部处抵达音速 。

以往通过试验要领,已经证实这个假设保存问题,清静阀的临界界面不在阀座喉部,而是在其下游 。可是事实是什么样的流场形态,爆发这一征象的机理是什么,这些试验很难明答的问题若通过流场仿真就可以很容易地解答 。

图 1-10 为某规格清静阀内部流场中音速和超音速区域的马赫数等值线图 。从图中可以看出,介质在阀座喉部的流动是亚声速的,现实的气动临界截面位于阀座与阀瓣之间形成的圆柱侧面上 。

图 1-10 清静阀内部流场中的马赫数等值线图
图 1-10 清静阀内部流场中的马赫数等值线图

(4)结语

由于 API 标准清静阀与 JB 清静法相比,具有显著的特点和先进性 。因而近年来,API 标准清静阀在我国获得越来越普遍的应用 。从现在现状剖析,提出几点建议:

1)清静法制造厂、磨练单位以及使用部分需周全、完整地相识、熟悉和掌握 API 标准(ASME 规范)相关内容和要求 。

2)设计单位与制造厂商严酷遵照 API 标准(ASME 规范)要求举行清静法的设计选型、选材和制造 。

3)各制造厂对生产的 API 标准清静阀应开展充分的性能研究事情,以显示 API 标准清静阀的特点 。各制造厂应通过具有资质的检测部分确定清静阀的排量系数以供用户选型时使用 。

4)现在海内清静阀制造厂的生产手段和试验条件较外洋厂家有较大差别,特殊在实验条件方面 。因而,建议清静法制造厂和磨练单位应创立条件知足清静阀性能试验的要求 。例如,关于实验装置和容器应有足够尺寸和容量 。这涉及回座压力的准确性以及力学性能的判断 。

5)清静阀使用单位应向供货单位(制造厂)提出清静阀的明确订货要求,并在收货时索要相关文件(例如及格证、质量证实书、试验报告等)以及举行须要项目的验收 。

第 2 章 工业管道及阀门维修、装置必备的基础知识

2-1 管道有哪些分类要领?管道有什么用途?

答:管道分类要领通常按介质的压力、温度、性子分类,也可按管道材质、温度和压力分类,以及材质情形中分类要领 。

这里管道按其材质可分为钢管、有色金属管、铸铁管、非金属管四种 。他们的主要用途例举如下:

(1)钢管

1)一样平常无缝钢管、用于制作流体介质管道或制作结构管件等 。标准为 GB/T 8163—1999《运送流体用无缝钢管》 。常用规格:结构用无缝钢管外径 5~200,壁厚 0.25~14mm,见表 2-1;运送流体用无缝钢管外径 32~630mm 。壁厚 2.5~75mm,见表 2-2 。

常用无缝钢管规格尺寸及单位长度理论质量(kg/m)见表 2-3 。

表 2-1 结构用无缝钢管规格
外径/mm壁厚/mm
0.250.300.400.500.600.801.01.21.4
理论重量/(kg/m)
50.02920.03480.04540.0550.0650.0830.0990.1120.124
60.03540.04210.0550.0680.0800.1030.1230.1420.159
70.04160.04960.0650.0800.0950.1220.1480.1720.193
80.04770.0570.0750.0920.1100.1420.1730.2020.227
90.0540.0640.0850.1050.1250.1620.1970.2310.262
100.0600.0720.0950.1170.1390.1820.2220.2610.296
110.0660.0790.1050.1290.1540.2010.2470.2900.331
120.0720.0870.1150.1420.1690.2210.2710.3200.365
140.0850.1010.1340.1660.1990.2600.3210.3790.434
160.0940.1160.1540.1910.2280.3000.3700.4380.503
180.1090.1310.1740.2160.2580.3400.4190.4970.572
200.1220.1460.1930.2400.2880.3790.4690.5560.642
220.2120.2650.3180.4190.5180.6160.710
250.2420.3020.3630.4780.5920.7030.813
280.2720.3400.4060.5360.6660.7920.916
290.2820.3520.4180.5530.6910.8230.951
300.2920.3640.4360.5760.7150.8510.986
320.3110.3890.4660.6150.7650.9101.05
340.3310.4130.4960.6550.8140.9681.12
360.3500.4380.5250.6950.8631.031.19
380.3700.4640.5550.7340.9121.091.26
400.3900.4940.5850.7740.9621.151.33
421.011.211.41
44.51.071.281.48
451.091.301.51
481.161.381.61
501.211.441.68
531.284.531.78
561.361.621.89
601.461.742.02
631.531.832.13
651.581.892.20
701.702.032.37
751.822.182.54
外径/mm壁厚/mm
1.51.61.82.02.22.52.83.03.2
理论重量/(kg/m)
50.1290.134
60.1660.1740.1860.197
70.2030.2130.2300.2470.2600.277
80.2400.2530.2960.3150.339
90.2770.2920.3190.3450.3690.4010.427
100.3140.3320.3630.3950.4230.4620.4960.5180.536
110.3510.3710.4070.4440.4770.5240.5660.5920.615
120.3880.4110.4520.4930.5320.5860.6350.6660.694
140.4620.4900.5410.5920.6400.7090.7720.8140.852
160.5360.5680.6290.6910.7470.8320.9100.9621.01
180.6100.6470.7170.7890.8560.9561.051.111.17
200.6840.7260.8060.8880.9651.081.191.261.33
220.7580.8060.8950.9861.071.201.331.·411.49
250.8690.9251.031.131.241.391.531.631.72
280.9801.041.161.281.401.571.741.851.96
291.021.081.221.331.471.631.831.922.02
301.051.121.251.381.511.701.882.002.12
321.131.201.341.481.621.822.022.152.28
341.201.281.431.581.721.942.152.292.43
361.281.361.531.681.832.072.292.442.59
381.351.441.611.781.942.192.432.592.75
401.421.521.691.872.052.312.562.742.91
421.501.601.791.972.162.442.702.893.07
44.51.591.651.882.102.292.592.893.073.25
451.611.711.912.122.322.622.913.113.31
481.721.832.052.272.482.813.113.333.54
501.791.912.142.372.592.933.253.483.70
531.912.032.272.522.763.113.463.703.94
562.022.152.402.562.923.303.663.924.17
602.162.312.582.863.133.553.944.224.49
632.272.422.713.013.303.724.154.444.73
652.352.502.803.113.403.854.294.594.89
702.532.703.023.353.684.164.634.965.28
752.712.903.243.603.954.464.975.325.68
外径/mm壁厚/mm
3.54.04.55.05.56.06.57.07.5
理论重量/(kg/m)
5
6
7
8
9
100.561
110.647
120.7340.789
140.9060.986
161.081.181.281.35
181.251.381.501.60
201.421.581.721.821.972.07
221.601.771.942.102.242.37
251.862.072.282.472.642.812.973.11
282.112.372.612.843.053.263.453.68
292.202.472.722.963.193.403.613.803.98
302.292.562.833.083.323.553.773.974.16
322.462.763.053.333.593.854.094.324.53
342.632.963.273.583.874.144.414.664.90
362.813.163.503.824.144.444.735.015.27
382.983.353.724.074.414.745.055.355.64
403.153.553.944.324.685.035.375.706.01
423.323.754.164.564.955.335.696.046.38
44.53.544.004.444.875.295.706.066.476.84
453.584.044.494.935.365.776.176.566.94
483.844.344.835.305.766.216.657.087.49
504.014.545.055.556.046.516.977.427.86
534.274.835.385.926.446.957.457.948.42
564.535.135.716.296.857.407.938.408.97
604.885.526.166.787.397.998.589.159.71
635.135.816.497.147.778.419.049.5710.23
655.316.026.717.408.078.739.3810.0110.65
705.746.517.278.018.759.4710.1810.8811.56
756.177.007.828.629.4110.1810.9611.7112.48
外径/mm壁厚/mm
8.08.599.51011121314
理论重量/(kg/m)
304.34
324.74
345.13
365.52
385.926.186.44
406.316.606.88
426.717.027.32
44.57.207.557.88
457.307.657.998.328.63
487.898.288.669.029.37
508.298.709.109.499.8610.5911.25
538.889.339.7710.1910.6011.3912.13
569.479.9610.4310.9011.3412.2113.02
6010.2610.8011.3211.8312.3313.2914.2115.0715.88
6511.2511.8412.4313.0013.5614.6515.68
7012.2312.8913.5414.1714.8016.0117.1618.2719.33
7513.1713.9114.6115.3015.9917.3118.65
外径/mm壁厚/mm
1.21.41.51.61.82.02.22.52.8
理论重量/(kg/m)
802.712.903.093.473.844.224.775.32
852.883.083.293.694.094.485.085.66
903.053.273.493.914.344.765.396.01
953.213.463.684.134.595.025.706.36
1003.403.643.884.354.835.306.006.70
1103.744.034.284.815.325.846.627.39
1204.364.665.255.836.387.248.07
1255.466.066.647.548.42
1307.868.78
140
150
外径/mm壁厚/mm
3.03.54.04.55.05.56.06.57.0
理论重量/(kg/m)
805.696.607.498.379.2410.0710.9111.7512.59
856.067.047.988.939.8610.7511.6512.5513.45
906.437.478.479.4910.4711.4212.3913.3514.31
956.817.908.9810.0411.1012.1413.1714.1915.19
1007.178.329.4610.5911.7112.7713.8714.9516.03
1107.929.1910.4611.7012.9314.1915.4016.6017.75
1208.6610.0611.4412.9314.3015.5116.8918.2019.50
1259.0210.5011.9113.3714.8016.1517.5519.0220.35
1309.4010.9212.4313.9215.4816.8818.3519.8021.20
14010.1111.8013.4215.0516.6518.2419.8321.4022.96
15010.8512.6514.3916.1117.8519.5521.2523.0024.68
16013.5315.3817.2519.0920.9622.7924.6026.41
17014.3116.3118.3520.3022.3124.2726.2128.14
18015.2017.3019.5021.5923.6725.7527.8129.87
19018.2920.6022.8025.0227.2229.4131.59
20019.6721.6524.0026.3828.7031.0233.32
外径/mm壁厚/mm
7.58.08.59.09.510111213
理论重量/(kg/m)
8013.3914.1514.9615.7116.4517.2218.6620.10
8514.3115.1316.0116.8517.6318.4520.0121.60
9015.2216.1117.0517.9518.7919.6721.4323.08
9516.1817.1618.1319.0920.0320.9622.7924.56
10017.0918.0919.1520.1521.1522.1924.1426.04
11019.0020.0821.3022.5023.5424.7026.8529.00
12020.8522.1023.4024.7025.8927.2029.5731.96
12521.7323.0824.4225.7527.0628.3630.9233.44
13022.7024.1025.5026.9028.2329.7032.2734.92
14024.5126.0427.5729.0830.5732.0634.9937.88
15026.3628.0129.6631.2932.9134.5237.7140.84
16028.2029.9931.7633.5135.2636.9940.4243.80
17030.0531.9633.8535.7337.6039.4643.1346.76
18031.9133.9335.9537.9539.9541.9245.8549.72
19033.7235.9038.0440.1742.2844.3948.5652.67
20035.6037.8840.1442.3944.6346.8551.2755.63

注:1.本表乃参考 GB/T 8163—1999 。

2.壁厚 ≤1mm,钢管长 1.5—7mm;壁厚 >1mm,钢管长 1.5~9mm 。

表 2-2 运送流体用无缝钢管规格
外径/mm壁厚/mm
2.533.544.555.566.577.5
理论重量/(kg/m)
321.822.152.462.763.053.333.593.854.094.324.53
382.192.592.983.353.724.074.414.745.055.355.64
422.442.893.533.754.164.564.955.335.696.046.38
452.623.113.584.044.494.935.365.776.176.566.94
502.933.484.014.545.055.556.046.516.977.427.86
543.774.364.935.496.046.587.107.618.118.60
574.004.625.235.836.416.997.558.108.639.16
604.224.885.526.166.787.397.998.589.159.74
63.54.485.185.876.557.217.878.519.149.7510.36
684.815.576.317.057.778.489.179.8610.5311.19
704.965.746.517.278.018.759.4710.1810.8811.56
735.186.006.817.608.389.169.9110.6611.3912.11
765.406.267.107.938.759.5610.3611.1411.9112.67
836.867.798.719.6210.5111.3912.2613.1213.96
897.388.389.3810.3611.3312.2813.2214.1615.07
957.908.9810.0411.1012.1413.1714.1915.1916.18
1028.509.6710.8211.9613.0914.2115.3116.4017.48
10810.2611.4912.7013.9015.0916.2717.4418.59
11410.8512.1513.4414.7215.9817.2318.4719.70
12111.5419.9314.3015.6717.0218.3519.6820.99
12712.1313.5915.0416.4817.9019.3220.7222.10
13312.7314.2615.7817.2918.7920.2821.7523.21
14015.0416.6518.2419.8321.4022.9624.51
14615.7017.3919.0620.7222.3624.0025.62
15917.1518.9920.8222.6424.4526.2428.02
16820.1022.0423.9725.8927.7929.69
18021.5923.7025.7527.7029.8731.91
19423.3125.6027.8230.0032.2834.50
20329.1431.5033.8336.16
21931.5234.0636.6039.12
24538.2341.0943.85
27342.6445.9449.10
29953.91
32558.74
外径/mm壁厚/mm
88.599.5101112131415
理论重量/(kg/m)
324.74
385.92
426.717.027.327.607.88
457.307.657.998.328.63
508.298.709.109.499.86
549.089.549.9910.4310.8511.67
579.6710.1710.6511.1311.5912.4813.3214.11
6010.2610.8011.3211.8312.3313.2914.2115.0715.88
63.510.9511.5312.1012.6513.1914.2415.2416.1917.09
6811.8412.4713.1013.7114.3015.4616.5717.6318.6419.61
7012.2312.8913.5414.1714.8016.0117.1618.2719.3320.35
7312.8213.5214.2114.8815.5416.8218.0519.2420.3721.46
7613.4214.1514.8715.5816.2817.6318.9420.2021.4122.57
8314.8015.6216.4217.2218.0019.5321.0122.4423.8225.15
8915.9816.8717.7618.6319.4821.1622.7924.3725.8927.37
9517.1618.1319.0920.0320.9622.7924.5626.2927.9729.59
10218.5519.6020.6421.6722.6924.6926.5328.6330.3832.18
10819.7320.8621.9723.0824.1726.3128.4130.4632.4534.40
11420.9122.1223.3124.4825.6527.9430.1932.3834.5336.62
12122.2923.5824.8626.1227.3729.8432.2634.6236.9439.21
12723.4824.8426.1927.5328.8531.4734.0336.5539.0141.43
13324.6636.1027.5328.9330.3333.1035.8138.4741.0943.65
14026.0427.5729.0830.5732.0634.9937.8840.7243.5046.24
14627.2328.8230.4131.9833.5436.6239.6642.6445.5748.46
15228.4130.0831.7433.3935.0238.2541.4344.5647.6550.68
15929.7931.5533.2935.0336.7540.1543.5046.8150.0653.27
16831.5733.4335.2937.1338.9742.5946.1749.6953.1756.60
18033.9335.9537.9539.9541.9245.8549.7253.5457.3161.04
19436.7028.8940.0643.2345.3849.6453.8658.0362.1566.22
20338.4740.7743.0545.3347.5952.0856.5260.9165.9469.54
21941.6344.1246.6149.0851.5456.4361.2666.0470.7875.46
24546.7649.5652.3855.1757.9563.4868.9574.3879.7683.08
27352.2855.4558.6061.7364.8671.0777.2483.3689.4295.44
29957.4160.8964.3767.3871.2778.1384.9391.6998.40105.06
32562.5466.3570.1473.9277.6885.1892.63100.03107.38114.68
35167.6771.8075.9180.0184.1092.23100.32108.36116.35124.29
37781.6886.1090.5199.29108.02117.00125.33133.91
40287.2191.9596.67106.06115.41124.71133.94143.15
42692.5597.57102.59112.58122.52132.41142.25152.04
45097.87103.20108.50119.08130.61140.09150.52160.90
480104.52110.22115.90127.22139.49149.71160.88172.00
500108.96114.91120.83132.65145.41156.12167.79179.40
530115.62121.94128.23140.78154.29165.74178.14190.50
560122.28128.97135.63148.92163.16175.36188.50201.60
600131.17138.34145.50159.78175.00188.18202.31216.39
630137.81145.36152.89167.91183.88197.80212.67227.49
外径/mm壁厚/mm
1617181920222528
理论重量/(kg/m)
57
6820.52
7021.31
7322.4923.4824.4125.30
7623.6824.7425.7526.71
8326.4427.6728.8529.99
8928.8030.1931.5232.8034.0336.35
9531.1732.7034.1835.6136.9939.61
10233.9335.6437.2938.8940.4443.40
10836.3038.1539.9541.7043.4046.6651.1755.24
11438.6740.6742.6244.5146.3649.9154.8759.39
12141.4343.6045.7247.7949.8253.7159.1964.22
12743.8046.1248.3950.6152.7856.9762.8968.36
13346.1748.6351.0553.4255.7360.2266.5972.50
14048.9351.5754.1656.7059.1964.0270.9077.34
14651.3054.0856.8259.5162.1567.2774.6081.48
15253.6656.6059.4862.3265.1170.5978.3085.62
15956.4359.5362.5965.6068.5674.3382.6290.46
16859.9863.3166.5969.8273.0073.2188.1696.67
18064.7168.3471.9175.4478.9285.7295.56104.96
19470.2474.2178.1382.0085.2893.32104.19114.63
20373.7877.9781.1286.2190.2698.20109.74120.83
21980.1084.6989.2393.7198.15106.88119.61131.89
24590.3695.59100.77105.90110.98120.99135.64149.84
273101.41107.33113.20119.02124.79136.18152.90169.18
299111.67118.23124.74131.20137.61150.29168.93187.13
325121.93129.13136.28143.38150.44164.39184.96205.09
351132.19140.03147.82155.56163.26178.50200.99233.04
377142.44150.93159.36167.75176.08192.61217.02240.99
402150.30161.40170.45179.45188.40206.16232.42258.24
426161.78171.47181.11190.71200.25219.19247.23274.83
450171.24181.52191.76201.94212.08232.20262.01291.38
480183.08194.10205.07216.00226.87248.47280.51312.10
500190.97202.48213.95225.37236.74259.32292.84325.91
530202.80215.06227.27239.42251.53275.60317.50346.62
560214.64227.64240.58253.48266.33291.88
600230.42244.40258.34272.22286.06291.88
630242.26256.98271.66286.28300.85329.85
外径/mm壁厚/mm
30323640505660637075
理论重量/(kg/m)
12771.26
13376.2079.71
14081.3885.2392.33
14685.8289.9797.66
15290.2694.70102.99
15995.44100.22109.20
168102.10107.33117.19126.27
180110.98116.80127.85138.10
194121.33127.85140.27151.91
203127.99134.94148.26160.78
219139.83147.57162.47176.58
245159.07168.09185.55202.22
273179.78190.19185.55202.22
299199.02210.71233.50255.49
325218.25231.23256.53281.14
351237.49251.74279.66306.76
377256.73272.26302.77332.44
402275.21291.18324.92357.08
426292.98310.93346.27380.77
450310.72329.84307.53404.42
480332.91353.52394.17463.01
500347.71369.30411.92453.74
530369.90392.92438.55483.34
203188.65
219208.38
245240.44
273274.96
299307.02335.57353.62366.64395.30414.29
325339.10371.49392.09407.04440.34462.28
351371.16407.40430.59447.43485.24510.46
377403.22442.30469.06484.82529.98558.55
402434.01477.81506.02526.66573.10604.79
426463.64510.97541.57560.47614.56649.21
450493.20544.10577.04601.24655.96693.56
480530.19585.53621.43632.31707.24749.05
500554.85613.15651.02678.91742.27786.04
530591.84654.58695.41725.52794.05841.52

注:钢管长为 3~12.5m 。

表 2-3 常用无缝管规格钢材尺寸及单位长度理论质量(GB/T 17395—2008)
外径/mm壁厚/mm
0.250.300.400.500.600.801.01.21.41.51.61.82.02.2(2.3)2.5(2.6)2.8
系列 1系列 2系列 3单位长度理论质量/(kg/m)

6
0.0350.0420.0550.0680.0800.1030.1230.1420.1590.1660.1740.1860.197



7
0.0420.0500.0650.0800.0950.1220.1480.1720.1930.2030.2130.2310.2470.2600.277

8
0.0480.0570.0750.0920.1100.1420.1730.2010.2280.2400.2530.2750.2960.3150.339

9
0.0540.0640.0850.1050.1240.1620.1970.2310.2620.2770.2920.3200.3450.3690.4010.428
10

0.0600.0720.0950.1170.1390.1820.2220.2610.0970.3140.3320.3640.3950.4230.4620.497

11
0.0660.0790.1050.1290.1540.2010.2470.2900.3310.3510.3710.4080.4440.4770.5240.566

12
0.0720.0870.1150.1420.1690.2210.2710.3200.3660.3880.4100.4530.4930.5320.5860.635

13
0.0790.0940.1240.1540.1840.2410.2960.3490.4000.4250.4500.4970.5430.5960.6470.704
13.5

0.0820.0980.1290.1600.1910.2510.3080.3640.4180.4440.4700.5190.5670.6130.6780.739


140.0850.1010.1340.1660.1980.2600.3210.1790.4350.4620.4900.5420.5920.6400.7090.773

16
0.1970.1160.1540.1910.2280.3000.3700.4380.5040.5360.5680.6300.6910.7490.8320.91
17

0.1030.1240.1640.2030.2430.3200.3950.4680.5390.5730.6080.6750.7400.8030.8940.98


180.1090.1310.1740.2160.2580.3400.4190.4970.5730.6100.6470.7190.7890.8570.9561.05

19
0.1150.1380.1830.2280.2720.3590.4440.5270.6080.6470.6870.7630.8380.9111.021.12

20
0.1220.1460.1930.2400.2870.3790.4690.5560.6420.6840.7260.8080.8880.9661.081.19
21



0.2030.2530.3020.3990.4930.5860.6770.7210.7650.8520.9371.021.141.26


22

0.2120.2650.3170.4180.5180.6160.7110.7580.8050.8970.9861.071.201.33

25


0.2420.3020.3610.4770.5920.7040.8150.8690.9231.031.131.241.391.53


25.4

0.2470.3070.3670.4850.6020.7140.8290.8840.9391.051.151.261.411.56
27



0.2620.3270.3910.5170.6410.7630.8840.9431.001.131.231.341.511.67

28


0.2720.3390.4060.5370.6660.7930.9180.981.041.161.281.401.571.88


30

0.2920.3640.4350.5760.7150.8520.9871.051.121.251.381.511.701.88

32


0.3110.3880.4650.6160.7650.9111.0561.131.201.341.481.621.822.02
34



0.3310.4130.4940.6550.8140.9711.1251.201.2810431.581.721.942.15


35

0.3410.4250.5090.6750.8381.0001.1601.241.3221.471.631.782.002.22

38


0.3700.4620.5530.7340.9121.0891.261.351.441.611.781.942.192.43

40


0.3900.4870.5830.7740.9621.1481.331.424.521.691.872.052.312.57
42







1.011.211.401.501.601.791.972.162.442.71


45





1.091.301.511.611.711.922.122.322.622.91
48







1.161.391.611.721.832.052.272.482.813.12

51






1.231.471.711.831.952.182.422.652.993.33


54





1.311.561.821.942.072.322.562.813.183.54

57






1.381.651.952.052.192.452.712.973.363.74
60







1.461.742.022.162.312.582.863.143.553.95

63






1.531.832.132.272.422.723.013.303.734.16

65






1.581.892.202.352.502.813.113.413.854.29

68






1.651.982.302.462.622.943.263.574.044.50

70






1.702.042.372.532.703.033.353.684.164.64


73





1.782.122.472.642.82.3163.503.844.354.85
76







1.852.122.582.762.943.293.654.004.535.05

77








2.612.792.983.343.704.064.595.12

80








2.712.903.093.473.854.224.785.33
外径/mm壁厚/mm
(2.9)3.03.23.5(3.6)4.04.55.0(5.4)5.56.0(6.3)6.57.0(7.1)7.58.08.5(8.8)9.09.510
系列 1系列 2系列 3单位长度理论质量/(kg/m)


835.926.306.867.798.719.6210.5111.3912.2613.1213.9614.8015.6216.4217.2218.00

85
6.076.467.047.998.939.8610.7811.6912.5813.4614.3315.1916.0416.8717.6918.49
89

6.366.777.388.389.3810.3611.3312.2813.2214.1615.0715.9816.8717.7618.6319.48

95
6.817.247.908.9810.0411.1012.1413.1714.1915.1916.1817.1618.1319.0920.0320.96

102
7.327.808.509.6710.8211.9613.0914.2115.3116.4017.4818.5519.6020.6421.6722.69


1087.778.279.0210.2611.4912.7013.9015.0916.2717.4418.5919.7320.8621.9723.0824.17
114

27.9430.1932.3834.5236.6238.6740.6642.6144.5146.3649.9153.2754.8756.4259.3862.15

121
29.8432.2634.6236.9439.2141.4343.6045.7247.7949.8153.7157.4159.1860.9164.2167.83

127
31.4734.0336.5539.0141.1343.8046.1248.3850.6052.7756.9660.9662.8864.7668.3671.76

133
33.1035.8138.4741.0843.6546.1648.6351.0553.4155.7360.2264.5166.5868.6072.5076.20
140

34.9937.8840.7143.5046.2448.9351.5654.1556.6359.1864.0268.6570.9073.0977.3381.38


14235.5438.4741.3644.1946.9849.7252.4155.0447.3660.1765.1168.8472.1374.3878.7282.86

146
36.6239.6642.6445.5748.4651.2954.0856.8259.5062.1467.2772.2074.6076.9481.4885.82


15238.2541.4344.5647.6450.6853.6656.5959.4862.3265.1070.5375.7678.3080.7985.6290.26


15940.1543.5046.8050.0653.2756.4259.5362.5965.6068.5574.3379.9082.6185.2790.4595.43
168

42.5946.1749.6953.1756.5959.9763.3066.5869.8172.9979.2185.2288.1691.0496.67102.09


18045.8449.7253.5457.3161.0364.7168.3371.9175.4378.9185.7292.3395.5698.74104.95110.97


19449.6453.8658.0262.1466.2170.2374.0278.1281.9985.8293.31100.61104.19107.71114.62121.33

203
52.0856.5260.9165.2569.5473.7877.9782.1286.2190.2698.20105.94109.74113.49120.83127.99
219

56.4261.2666.0470.7775.4680.1084.6889.2293.7198.15106.88115.41119.60123.74131.88139.82


24563.4868.9574.377937583.0890.3595.58100.76105.89110.97120.98130.80135.63140.41149.83159.06
273

71.0777.2483.3589.4295.43101.40107.23113.19119.01124.78136.17147.37152.89158.37169.17179.77

299
78.1384.9391.6998.39105.05111.68118.22124.73131.19137.60150.28162.76168.92175.04187.12199.01
325

85.1892.63100.02107.37114.67121.92129.12136.27143.37150.43164.38178.14184.95191.71205.07218.24

340
89.2597.07104.84112.56120.22127.85135.42142.94150.41157.83172.53187.03194.21201.34215.44229.35

351
92.23100.32108.36116.35124.29132.18140.02147.81155.56163.25178.49193.53200.98208.38223.04237.48
356

93.59101.80109.97118.08126.14134.16142.12150.04157.91165.72181.21196.50204.07211.60226.49241.19

377
99.28108.02116.69125.32133.90142.44150.92159.35167.74176.07192.59208.92217.01225.05240.98256.71

402
106.06115.41124.71133.95143.15152.30161.40170.45179.45188.40206.16233.72232.42241.08258.24275.21
406

107.15116.60126.00135.34144.64153.89163.09172.24181.34190.39208.34226.10234.90243.66261.02278.18

426
112.58122.52132.40142.24152.03161.77171.46181.10190.70200.24219.18237.92247.22256.46274.81292.96

450
119.05130.61140.09150.52160.91171.24181.52191.76201.94212.08232.20252.12262.01271.85291.38310.72
457

120.99131.68142.35152.95163.51174.01187.47194.77205.23215.54236.01256.28266.34276.36296.23315.91

480
127.22139.49149.71160.88172.00183.08194.10205.07216.00226.37248.47269.88280.51291.09312.10332.91

500
132.65145.41156.12167.79179.40190.77202.48213.95225.37236.74259.32281.72292.84303.91325.91347.91
508

134.82146.79158.70170.56182.37194.13205.85217.51229.13240.70263.68286.47297.79309.06331.45253.65

530
140.78153.29165.74178.14190.50202.80215.06227.27239.42251.53275.60299.47311.33323.14346.62369.90


560148.92163.13175.36188.50201.60214.64227.64240.58253.48266.33291.88317.23329.85342.40367.36392.12
610

162.49176.97191.40205.78220.10234.38248.61262.79276.92291.01319.02346.84360.67374.46401.88429.11

630
167.91183.88197.80212.67227.49242.26256.98271.65286.28300.85239.85235.66373.00387.28415.69443.91


660176.06191.77207.43223.04238.60254.11269.57284.99300.35315.67346.15376.43391.50406.52436.41466.10

注:壁厚中括号内的数据是选用 。

2)化肥用高压无缝钢管:主要用于运送介质为合成按氨料气(氢与氮)及氨、甲醇、尿素等;压力为 22MPa、32MPa,温度为 -40~400℃ 的化工质料介质的治理,标准为 GB6479—2000《高压化肥装备用无缝钢管》 。

3)石油裂化用无缝钢管:主要用于石油精炼厂的炉管、热交流器及其管道,标准为 GB9948—2006《石油裂化用无缝钢管》 。

4)不锈耐酸无缝钢管:主要用于化工、石油、机械用管道,尤其适用于运送强侵蚀性介质、体温或高温介质、标准为 GB/T 14976-2002《流体运送用不锈钢无缝钢管》 。

无缝钢管也可分为一样平常无缝钢管与专业无缝钢管两种,见表 2-4 。

表 2-4 无缝钢管分类

5)焊接钢管:主要用于公称压力 ≤1.6MPa 的官道上,因其管壁纵向有一条焊缝,故称之为焊接钢管 。它可分为低压流体运送用焊接钢管(GB/T 3091—2008,见表 2-5)和螺旋缝焊接钢管、钢板卷制直缝焊接钢管 。螺旋缝焊接钢管适用于水、污水、空气、采暖蒸汽等常温低压流体的运送,螺旋缝埋弧焊钢管的常用规格(SY/T 5037-2000)见表 2-6 。

表 2-5 低压流体运送用焊接钢管
公称口径/mm公称外径/mm通俗钢管加厚钢管
公称壁厚/mm理论质量/(kg/m)公称壁厚/mm理论质量/(kg/m)
610.22.00.402.50.47
813.42.50.682.80.74
1017.22.50.912.80.99
1521.32.81.283.51.54
2026.92.81.663.52.02
2533.73.22.414.02.93
3242.43.53.364.03.79
4048.33.53.874.54.86
5060.33.85.294.56.19
6576.14.07.114.57.95
8088.94.08.385.010.35
100114.34.010.885.013.48
125139.74.013.395.518.20
150168.34.518.186.024.02
表 2-6 低压流体运送管道用螺旋缝埋弧焊钢管的常用规格
公称外径/mm公称壁厚/mm
55.45.666.37.188.8101112.514.21617.520
理论质量/(kg/m)
27333.0535.6436.9339.5141.4446.5652.2857.3464.86





323.939.3242.4243.9647.0449.3455.4762.3268.3877.41





355.643.2346.6448.3451.7354.2761.0268.5875.2685.23





(377)45.8749.4951.2954.9057.5964.7772.8079.9190.51





406.449.5053.4055.3559.2562.1669.9278.6086.2997.76107.26




(426)51.9156.0158.0662.1565.2173.3582.4790.54102.59112.58




45755.7360.1462.3466.7370.0278.7888.5897.27110.24120.99137.03



508

69.3874.2877.9587.7198.65108.34122.81134.82152.75



(529)

72.2877.3981.2191.38102.79112.89127.99140.52159.22



559

76.4381.8385.8796.64108.71119.41135.39148.66168.47



610


89.3793.80105.57118.77130.47147.97162.49184.19



(630)


92.3396.90109.07122.72134.81152.90167.92190.36



660


96.77101.56114.32128.63141.32160.30176.06199.6226.15


711



109.49123.25138.70152.39172.88189.89215.33244.01


(720)



110.89124.83140.47154.35175.10192.34218.10247.17


762



117.41132.18148.76163.46185.45203.73231.05261.87


813



125.33141.11158.82174.53198.03217.56246.77279.73


864



133.26150.04168.88185.60210.61231.40262.49297.59334.61

914





178.75196.45222.94244.96277.90315.10354.34

1016





198.87218.58248.09272.63309.35350.82394.58

注:外径中括号内的数据是选用 。

焊接钢管用于石油和自然气长距离运送管道较多 。我国出口的钢管中焊接钢管比无缝钢管多,近年来,美国入口焊接钢管 1/3 是中国产品 。

(2)有色金属管

1)铜及铜合金管:管道工程用铜管管材有纯铜管(工业纯铜)、黄铜管(铜锌合金与特殊黄铜)和青铜管(铝青铜和锡青铜等) 。按制造要领,铜管又可分为拉制管、轧制管和挤制管等,一样平常中、低压管道接纳拉制管 。纯铜管和黄铜管大多用于制造换热装备、制冷系统、化工管路、以及仪表的测压管线或传送液体的管线上 。

纯铜管适用于事情压力在 4MPa 一下、温度为 -196~250℃ 的管路、黄铜管适用于事情压力在 22MPa 以下、温度为 -158~120℃ 的管路 。在制冷系统中,铜管适用于事情压力低于 2MPa、温度为 -20~150℃,运送制冷剂与润滑油的管路上,近年来已用在室内燃气管路及高级宾馆的冷热水系统上 。

2)铝及铝合金管:铝及铝合金管只要用于运送脂肪酸、硫化氢、二氧化碳和硝酸、醋酸等管道 。它一样平常接纳拉制和挤压等要领生产;其有质量轻、不锈蚀等特点,但其机械强度较差,不可遭受较高压力 。

3)钛管:钛管常用于其他管材无法胜任的工艺部位,其主要特点是质量轻、强度高、耐侵蚀、耐低温,适用温度规模为 -140~250℃,当温度高于 250℃ 时,其力学性能下降 。

(3)铸铁管

1)高硅铸铁管:高硅管道是由含碳量在 0.5%~1.2%(质量分数,下同),含硅量在 10%~17% 的铁硅合金组成,具有很高的耐侵蚀性能 。常用的高硅铸铁含硅量为 14.5%,随着硅含量的增添,耐侵蚀性能增大,但脆性也变大 。一样平常使用压力为 0.25MPa 以下 。

2)通俗铸铁管:通俗承插铸铁管用于给排水管道,按压力差别分为低压管(<0.45MPa)、中压管(0.45~0.75MPa)和高压管(0.75~1.0MPa),将管与法兰铸成一体的通俗法兰铸铁管拆卸利便,应用较普遍 。

(4)非金属管

1)耐酸酚醛塑料管:耐酸酚醛塑料管具有优异的耐侵蚀性能,能抗大部分酸性、有机溶剂等侵蚀,但不耐碱性及强氧化性的酸侵蚀 。由于其攻击韧性差,较脆,故不宜在有机械振动、温度转变大的情形下使用,一样平常用于温度为 -30~130℃、压力 <0.6MPa 的工况 。

2)硬聚氯乙烯管:硬聚氯乙烯管对差别浓度的大部分酸碱盐类的溶液有较好的耐侵蚀性,但在 50%以上的硝酸及发烟硫酸中则不稳固 。其传热系数低、塑性好,不过其强度差,且只有在 60℃ 以下时才华坚持适当强度,用于压力 <0.6MPa 的工况 。

3)石墨管:石墨管具有优异的耐侵蚀性,且热胀系数小,不污染介质,但其较脆,强度低,适用于温度 <150℃、压力 <0.3MPa 的工况 。

4)耐酸陶瓷管:耐酸陶瓷管具有优异的耐侵蚀性、不渗透性 。但它耐温度骤变性差、强度差、强度低、不宜用于剧毒或易燃易爆介质,一样平常用于温度 <120℃、压力为常压的工况 。

5)玻璃管:玻璃管对除氢氟酸外的酸类、稀碱及有机溶剂等具有优异的耐蚀性,但其抗拉强度低、常用于温度 <120℃、压力 <2.0MPa 的工况 。

6)混凝土管:混凝土管分为预应力和自应力钢筋混凝土管两种 。管口毗毗邻纳承插接口,用圆形截面的橡胶圈密封,适用于长距离运送低压水、气等,一样平常用于压力 <1.0MPa 的工况 。

一样平常无缝钢管由 10、20、Q295、Q345 牌号的钢制造 。按制造要领分为热轧无缝钢管和冷拔(轧)无缝管,热轧钢管的长度为 3000~12000mm 。冷拔钢管的长度为 3000~10500mm 。运送流体用无缝钢管,常用规格见表 2-3 。

2-2 管道治理的手艺要求有哪些?

答:管道治理的手艺要求是:

(1)建设管道的手艺档案与台账 。管道档案应包括图样、装置验收手艺资料、维修纪录、运行时间统计表等 。

(2)建设管道治理的规章制度 。对压力管道、使用单位应凭证压力管道手艺标准、规则建设清静治理制度、操作者清静被训制度、工艺生产做作制度、磨练维护制度、事故治理制度及报废更新制度等 。

关于从事压力管道、管件的设计、制造、装置、维修、周全磨练的单位,均须获得有关部分揭晓的允许证,方可从事响应的事情 。

(3)生产治理 。操作者应对使用的管道举行巡回检查 。内容包括:管道的零部件是否完整齐全;仪表、计量用具、信号联锁、种种清静装置、自动调理装置是否迅速可靠;管道是否有走漏、超温、超压、过冷、异常震惊征象;管道支架是否牢靠;种种螺栓是否紧固;防腐防冻设施是否完整有用;阀门操作机构的润滑和防护是否切合要求等 。

(4)维修治理 。管道的维修治理应按 GB 50235—1997《工业金属管道工程施工及验收规范》的划定举行治理与验收 。

2-3 管道工程常用文字符号有哪些?

答:管道工程常用文字符号见表 2-7 。

表 2-7 管道符号常用文字符号
符号名称符号符号名称符号
1管子外径Dw,dm37热量Q
2管子内径Du,dn38热容C
3直径D、d39质量定压热容cp
4公称直径DN40质量定容热容cv
5管子半径R、r41设施温度t、τ、θ
6弯曲半径R42热力学温度T
7压力p43温差Δt、ΔT
8公称压力PN44质量m
9应力σ45密度ρ
10许用应力[σ]46质量热容比γ
11力矩M47μ
12弯矩W48运动粘度ν
13惯性矩J49动力粘度μ
14截面系数W50沿程阻力系数λ
15弹性流量E51局部阻力系数ζ
16流速V、v、w52雷诺数Re
17流量Q、q、L53流量系数μ
18质量流量G54谢才系数C
19扬程H55线[膨]胀系数αt
20水头损失H、h56体[膨]胀系数αv
21水力坡度I、i57F
22水力半径R58加速率α
23W(A)59角速率ω
24功率P60振幅A
25转速N61能(量)E
26效率η62热导率λ
27平面角α、β、γ、θ、?63外貌撒播系数α
28长度L、l64传热系数Κ
29B、b65热阻R
30H、h66围护结构热惰性指标D
31厚度S、δ、t、T67小时转变系数Kh
32面积A、S68管道粗糙系数n、K
33容积V69设计压力P
34时间t70试验压力Pτ、Pe
35周期T71设计温度下的许用压力PA
36频率f72冷拉系数ε

2-4 管道代号有哪些?

答:管道代号见表 2-8 。

表 2-8 管道符号
符号名称符号符号名称符号
1饱和蒸汽管S40压缩空气管A
2过热蒸汽管OS41氧气管OX
3生产蒸汽管PS42液氧管LOX
4生涯蒸汽管DS43氮气管N
5采暖蒸汽管HS44液氮管LN
6伴热蒸汽管TS45氢气管HY
7吹扫蒸汽管BLS46氩气管AB
8二次蒸汽管SS47乙炔管AC
9废蒸汽管WS48二氧化碳管CD
10凝聚水管(自流)CW49气态丙烷管(液化石油气)PG
11凝聚水管(压力流)CWP50液态丙烷管(液化石油气)LPG
12采暖热水供水管H51煤气管(不分类型)G
13采暖热水回水管HR52高炉煤气管BFG
14生产热水管(循环自流)PH53焦炉煤气管COG
15生产热水管(循环压力流)PHP54转炉煤气管LDG
16生涯热水供水管DH55爆发炉热煤气管HGG
17生涯热水回水管DHR56爆发炉冷煤气管CGG
18给水管W57爆发炉水煤气管WGG
19软化水管SW58混淆煤气管MIG
20除盐水管DMW59自然气管NG
21循环水供水管CWS60沼气罐MG
22循环水回水管CWR61空气放空管V
23含酚热循环水供水管HC62氧气放空管VOX
24含酚热循环供水管HCR63氢气放空管VH
25含酚冷循环供水管CC64氮气放空管VN
26含酚冷循环回水管CCR65氩气放空管VAR
27循环管CP66煤气放空管VC
28配水管P67二氧化碳放空管VCD
29排水管D68乙炔放空管VAC
30生产排水管PD69蒸汽放空管ES
31一连污水管CB70供油管(不分类型)O
32按期污水管PC71回油管(不分类型)OR
33溢水管OF72煤油管KO
34补给水管M73重油供油管HO
35盐溶液管SA74重油回油管HOR
36硫酸管SFA75焦油罐T
37盐酸管HA76乳化液E
38碱溶液(氢氧化钠)管SL77汽油管GO
39膨胀管EXP78机油管MO

2-5 管道的公称直径是什么?

答:管道工程中,管子种类繁多,管子的巨细通常用管外径 D 和管内径 d 体现,量度使用历程中,由于用途纷歧,需要多种直径响应的管路附件(包括管件、阀门、法兰等),这样,管材和附件的直径尺寸就相当多,就给制造、设计和施工造成了未便,为了能批量生产、降低本钱、提高效益,使管子和治理附件具有通用性和交流性,必需对管子和治理附件实验标准化,而公称直径又是管道工程标准化主要内容 。所谓公称直径就是种种管道元件的通用口径,又称公称通径、公称口径、公称尺寸(现在国际上普遍使用公称尺寸这一称呼),用符号 DN 体现,DN 是用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识 。它由字母 DN 和后跟无因次的整数数字组成 。现行管道元件的公称直径按 GB/T 1047-2005 之划定,见表 2-9 。

表 2-9 管道元件的 DN(公称直径)
DN6DN40DN200DN600DN1400DN2600DN4000
DN8DN50DN250DN700DN1500DN2800
DN10DN65DN300DN800DN1600DN3000
DN15DN80DN350DN900DN1800DN3200
DN20DN100DN400DN1000DN2000DN3400
DN25DN125DN450DN1100DN2200DN3600
DN32DN150DN500DN1200DN2400DN3800

2-6 管道的公称压力、试验压力、事情压力是什么?

答:公称压力、试验压力、事情压力是:

(1)公称压力:制品在基准温度下的耐压强度称为公称压力,用符号 PN 体现,PN 是与管道系统元件的力学性能和尺寸特征相关、用于参考的字母和数字组合的标识 。它由字母 PN 和后跟无因次的数字组成 。入公称压力为 1.0MPa,记为 PN10 。由于制品的质料差别,其基准温度也差别,铸铁和铜的基准温度为 120℃,钢的基准温度为 200℃,合金钢的基准温度为 250℃ 。塑料制品的基准温度为 20℃,制品在基准温度下的耐压强度靠近常温时的耐压强度,故公称压力也靠近常温下质料的耐压强度 。管道的公称压力见表 2-10 。

表 2-10 管道元件的 PN(公称压力)
DIN 系列ANSI 系列
PN2.5PN20
PN6PN50
PN10PN110
PN16PN150
PN25PN260
PN40PN420
PN63
PN100

注:须要时允许选用其他的 PN 值 。

(2)事情压力:管子和管路周围在正常运行条件下所遭受的压力用符号 p 表 示,这个运行条件必需是指某一操作温度,因而说明某制品的压力事情应注明其事情温度,通常是在 p 的下角附加数字,该数字是最高事情温度除 10 所得的正式整数值,如介质的最高强度为 300℃,事情压力为 10MPa,则记为 p3010MPa 。

(3)试验压力:管道与管路附件在出厂前,必需举行压力试验,检查其强度和密封性,对制品举行强度试验的压力称为强度试验压力,用符号 ps 体现,如试验压力为 4MPa,记为 ps4MPa 。从清静角度思量,试验压力必需大于公称压力 。

制品的公称压力凭证他的界说是指基准温度下的耐压强度,但在许多情形下,制品并非在基准温度下事情,随着温度的转变,制品的耐压强度也随着爆发转变,以是隶属于某一公称压力的制品,事实能遭受多大的事情压力,要由介质的事情温度决议,因此就需要知道制品在差别的事情温度下公称压力和事情压力的关系 。为此,必需通过强度盘算找出制品的耐压强度与温度之间的转变纪律 。在工程实践中,通常是凭证制品的最高耐温界线,把事情温度分为若干品级,并盘算每个温度品级下制品的允许的事情压力 。例如:用优质碳素钢制造的制品,事情温度分为 11 个品级,在每一个事情温度品级下,列出在该温度品级下的事情压力,见表 2-11 。

表 2-11 优质碳素钢制品公称压力与事情压力的关系
序号温度品级温度规模/℃最大事情压力序号温度品级温度规模/℃最大事情压力
110~2001PN77351~3750.67PN
22201~2500.92PN88376~4000.64PN
33251~2750.86PN99401~4250.55PN
44276~3000.81PN1010426~4350.50PN
55301~3250.75PN1111436~4500.45PN
66326~3500.71PN



其他质料的制品,同样可以分成差别的温度品级并盘算出在每一个事情温度下所遭受的最大事情压力 。这样我们可以制订出种种制品的公称压力、事情温度和最大事情压力的换算关系 。编织成便于应用的表格,以便凭证制品的公称压力和介质的事情温度来确定所允许遭受的最大事情压力,或者凭证介质的事情压力来选择管材和管路附件 。表 2-12、表 2-13、表 2-14划排列出了碳钢及合金钢制件、铸铁制件、铜制件的公称压力、事情压力、事情温度和最大事情压力的关系 。这些表称为制件的温压表 。在选择管材、管路附件是经常用到 。

表 2-12 碳素钢、合金钢制品的公称压力与最大事情压力
质料介质事情温度/℃
Q235A,Q235A·F≤200250275300325350









10,20,25,35,20g≤200250275300325350375400
425435450



16Mn,ZG20Mn≤200300325350375400410415
425435440450


15MnV≤250300350375400410420430440450





12~15MnMoV,16Mo≤250350400425450460470480490500510520



12CrMo,15CrMo≤250350400425450460470480490500510520525530535540
Cr5Mo≤250350400425450475480490500505515525535540545550
12CrlMoV,12MoVWBSiRe≤250350400425450475500510520530540550560570580
12CrMoWVB≤250350400425450475500520540560570580590595600
1Cr18Ni9Ti,Cr18Ni12Mo2N≤250350400425450475500525545560580600610620630635
0Cr13,1Cr13,2Cr13≤250300375400











公称压力 PN/MPa最大事情压力/MPa
0.10.10.090.090.080.080.070.070.060.060.060.050.040.040.040.030.03
0.250.250.230.210.20.190.180.170.160.150.140.120.110.10.090.080.07
0.60.60.550.510.480.450.430.40.380.360.330.30.270.240.210.190.18
1.01.00.920.860.810.750.710.670.610.600.550.50.450.400.360.320.3
1.61.61.51.41.31.21.11.051.00.950.90.80.70.640.600.500.48
2.52.52.32.12.01.91.81.71.61.51.41.21.11.00.900.800.75
质料介质事情温度/℃
Q235A,Q235A·F≤200250275300325350









10,20,25,35,20g≤200250275300325350375400
425435450



16Mn,ZG20Mn≤200300325350375400410415
425435440450


15MnV≤250300350375400410420430440450





12~15MnMoV,16Mo≤250350400425450460470480490500510520



12CrMo,15CrMo≤250350400425450460470480490500510520525530535540
Cr5Mo≤250350400425450475480490500505515525535540545550
12CrlMoV,12MoVWBSiRe≤250350400425450475500510520530540550560570580
12CrMoWVB≤250350400425450475500520540560570580590595600
1Cr18Ni9Ti,Cr18Ni12Mo2N≤250350400425450475500525545560580600610620630635
0Cr13,1Cr13,2Cr13≤250300375400











公称压力 PN/MPa最大事情压力/MPa
4.04.03.73.43.23.02.82.72.52.42.22.01.81.61.41.31.2
6.46.45.95.55.24.94.64.44.13.83.53.22.82.52.32.01.9
10.010.09.028.68.17.67.26.86.46.05.65.04.54.03.63.23.0
16.016.014.713.713.012.111.510.810.29.69.08.07.26.45.75.14.8
20.020.018.417.216.215.214.413.612.812.011.210.29.08.07.26.46.0
22.022.020.218.917.816.715.815.014.013.212.311.09.98.87.97.06.6
25.025.023.021.520.219.018.017.016.015.014.012.511.210.09.08.07.5
32.032.029.427.525.924.323.021.720.519.217.916.014.412.811.510.29.6
表 2-13 铸铁制品的公称压力和最大事情压力
质料名称介质事情温度/℃
灰铸铁及可锻铸铁≤120200250300

耐酸硅铸铁≤120




球墨铸铁≤120200250300350375
公称压力 PN/MPa最大事情压力/MPa
0.10.10.10.10.10.080.07
0.250.250.250.20.20.190.16
0.60.60.550.50.50.450.42
1.01.00.90.80.80.750.7
1.61.61.51.41.31.21.0
2.52.52.32.12.01.81.6
4.04.03.63.43.23.22.8
表 2-14 铜制品的公称压力与最大事情压力
公称压力 PN/MPa介质事情温度/℃公称压力 PN/MPa介质事情温度/℃
≤120160200250≤120
最大事情压力/MPa最大事情压力/MPa
0.10.10.10.10.076.46.4
0.250.250.220.20.1710.010.0
0.60.60.550.50.416.016.0
1.01.00.90.80.720.020.0
1.61.61.41.31.125.025.0
2.52.52.22.01.7

4.04.03.63.22.7

2-7 管道维修主要内容有哪些?

答:为了确保管道运行有条不紊,动能供应经济清静,必需对种种管道在投入运行前举行一系列的检查和试验,同时对已投入运行的管道举行按期维修 。管道维修主要包括下列内容:动力管道修理顺序、修理内容、试压划定以及动力管道大修和检查完工验收等 。

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